การพัฒนาระบบตัวนำส่งยารูปทรงกลมที่สร้างขึ้นจากดีเอ็นเอเพื่อใช้ในการนำส่งยาเคมีบำบัด ที่มีผลต่อการยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งเต้านม

อนุตตรา อุดมประเสริฐ; ธเนศ กังสมัครศิลป์

dc.contributor.author	อนุตตรา อุดมประเสริฐ
dc.contributor.author	ธเนศ กังสมัครศิลป์
dc.contributor.other	มหาวิทยาลัยบูรพา. คณะวิทยาศาสตร์
dc.date.accessioned	2021-03-17T03:39:53Z
dc.date.available	2021-03-17T03:39:53Z
dc.date.issued	2561
dc.identifier.uri	http://dspace.lib.buu.ac.th/xmlui/handle/1234567890/4015
dc.description	งานวิจัยนี้ได้รับทุนสนับสนุนการวิจัยจากงบประมาณเงินรายได้จากเงินอุดหนุนรัฐบาล (งบประมาณแผ่นดิน) ประจำปีงบประมาณ พ.ศ. 2559	th_TH
dc.description.abstract	ผลข้างเคียงจากการรักษาที่ผู้ป่วยโรคมะเร็งได้รับจากการใช้ยาเคมีบำบัดนั้นส่วนใหญ่เกิดมาจากการที่ สารเคมีเหล่านั้นไม่สามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่างเซลล์ปกติกับเซลล์มะเร็งได้ ทาให้เกิดผลข้างเคียงขึ้นเช่น คลื่นไส้ อาเจียน ผมร่วง เป็นต้น เพื่อที่จะช่วยลดปัญหาดังกล่าวจึงมีการคิดค้นระบบนำส่งยาที่จะช่วยให้ยาเคมีบำบัดเหล่านั้นถูกส่งไปยังเซลล์มะเร็งเป้าหมายได้อย่างจำเพาะมากขึ้น นอกจากจะช่วยลดผลข้างเคียงที่จะเกิดกับผู้ป่วยแล้วระบบนำส่งยาไปยังเป้าหมายอย่างจำเพาะนี้น่าจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของการรักษาโรคมะเร็งได้อีกด้วย วัตถุประสงค์ของงานวิจัยชิ้นนี้ คือ เพื่อทำการพัฒนาระบบตัวนำส่งยาที่มีความจำเพาะกับเซลล์มะเร็งเป้าหมาย โดยตัวนาส่งยานี้สร้างขึ้นจากดีเอ็นเอเป็นรูปทรงกลม (DNA sphere) โดยอาศัยเทคนิคที่เรียกว่า ดีเอ็นเอโอริกามิ (DNA origami) หลังจากทาการออกแบบและสร้างโครงสร้าง DNA sphere ที่สามารถปิด-เปิดได้ตามแนวรอยต่อของทรงกลมและสามารถเปิดได้เมื่อถูกกระตุ้น เมื่อนาโครงสร้างที่ได้นี้ไปวิเคราะห์ด้วยเทคนิคต่าง ๆ พบว่า โครงสร้าง DNA sphere มีลักษณะเป็นทรงกลมที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใกล้เคียงกับที่ได้ออกแบบไว้ หลังจากนั้นนำโครงสร้างที่ได้มาทดสอบการบรรจุยา โดยเริ่มจากการใช้ gold nanoparticles (AuNPs) เป็นตัวแทนของยา พบว่า สามารถทำการบรรจุ AuNPs เข้าไปภายในโครงสร้างได้ ต่อมาทาการทดสอบการบรรจุยา doxorubicin และการปลดปล่อยยาออกจากโครงสร้าง โดยพบว่าโครงสร้างDNA sphere สามารถบรรจุยาได้ประมาณ 66.86% และสามารถปลดปล่อยยาได้ประมาณ 18.13% เมื่อทำการบ่มในสารละลายบัฟเฟอร์ TAE/Mg2+ เป็นเวลา 48 ชั่วโมง นอกจากนี้ มีการนำเอา MUC-1 aptamer เข้ามาใช้ในการดัดแปลงโครงสร้าง DNA sphere เพื่อที่จะทำให้โครงสร้างดังกล่าวมีความจำเพาะกับเซลล์มะเร็งเป้าหมาย ทั้งนี้ คณะผู้วิจัยเลือกใช้เซลล์มะเร็งเต้านมสองชนิด คือ เซลล์ MDA-MB-231 และเซลล์ MCF-7 เพื่อที่จะทดสอบความจำเพาะของตัวนาส่งต่อเซลล์เป้าหมาย จากผลการทดสอบการแสดงออกของโปรตีนMucin-1 ของเซลล์ทั้งสองชนิดทั้งในระดับ mRNA และในระดับโปรตีนจากการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค PCR เทคนิค Western blot และเทคนิค immunofluorescence staining ที่แสดงให้เห็นว่าเซลล์ MCF-7 มีการแสดงออกของโปรตีน Mucin-1 ที่สูงกว่าเซลล์ MDA-MB-231 อย่างมาก และจากผลการทดสอบการตอบสนองต่อการกระตุ้นด้วยเซลล์มะเร็งเป้าหมายโดยทาการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค fluorescence resonance energy transfer (FRET) ก็พบว่า โครงสร้าง DNA sphere สามารถตอบสนองต่อการกระตุ้นดังกล่าวได้ตามที่ออกแบบไว้ ทั้งนี้ คณะผู้วิจัยยังได้ทำการทดสอบประสิทธิภาพในการนำส่งยา doxorubicin ของโครงสร้าง DNA sphere ที่มีการดัดแปลงด้วย MUC-1 aptamer ไปยังเซลล์มะเร็งเป้าหมาย MCF-7 ซึ่งพบว่า ตัวนำส่งยาดังกล่าวมีความจำเพาะต่อเซลล์มะเร็งเป้าหมาย และสามารถนาส่งยาเพื่อทำให้เกิดการยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าการใช้ยาเพียงอย่างเดียว	th_TH
dc.description.sponsorship	สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ	th_TH
dc.language.iso	th	th_TH
dc.publisher	คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยบูรพา	th_TH
dc.subject	เคมีบำบัด	th_TH
dc.subject	มะเร็งเต้านม -- การบำบัด	th_TH
dc.subject	สาขาวิทยาศาสตร์เคมีและเภสัช	th_TH
dc.title	การพัฒนาระบบตัวนำส่งยารูปทรงกลมที่สร้างขึ้นจากดีเอ็นเอเพื่อใช้ในการนำส่งยาเคมีบำบัด ที่มีผลต่อการยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งเต้านม	th_TH
dc.title.alternative	DNA nanosphere as a drug delivery system to inhibit growth of breast cancer cells	en
dc.type	Research	th_TH
dc.author.email	anuttara@buu.ac.th	th_TH
dc.author.email	thaned.kan@mahidol.ac.th	th_TH
dc.year	2561	th_TH
dc.description.abstractalternative	Side effects, such as dizziness, nausea, and hair loss, from chemotherapy are major obstacles of medical treatment for cancer since chemotherapeutic agents could not distinguish between normal cells and cancer cells. To reduce these side effects of chemotherapeutic agents and improve therapeutic efficiency, a targeted drug delivery system has been developed. The objective of this study is to construct a nanocarrier in a spherical shape from DNA (DNA sphere) using DNA origami technique. Structure of DNA sphere has been characterized using several methods. Results showed that the DNA sphere formed with desired size and shape. Next, gold nanoparticles (AuNPs) were used as a model drug for loading inside the DNA sphere. TEM images revealed that AuNPs could be loaded inside the nanocarrier. Drug loading and releasing capacities of DNA sphere using doxorubicin were also investigated. After 48-hour incubation in TAE/Mg2+ buffer, the efficiencies of doxorubicin loading and release of DNA nanocarrier are 66.86% and 18.13%, respectively. To make the targeted drug delivery system, MUC-1 aptamer, which is specific to Mucin-1 protein, was modified onto the DNA sphere. Two breast cancer cells, MDA-MB-231 and MCF-7, were utilized to test this specificity. The expressions of Mucin-1 protein in these two cancer cells were examined using PCR, Western blot, and immunofluorescence staining. These results confirmed that Mucin-1 proteins are over-expressed in MCF-7 cells but they are not over-expressed in MDA-MB-231 cells. Fluorescence resonance energy transfer (FRET) was used to determine the opening process of the DNA sphere. The FRET results exhibit that DNA sphere could be opened when triggered by MCF-7 cell lysate only. Furthermore, the doxorubicin-loaded aptamer-modified DNA sphere also exhibits high specificity to target cancer cells and higher efficiency compared to free doxorubicin.	en