DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2025.1595177
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40978467
تاريخ النشر: 2025-09-04
المؤلف: Rofida Albash وآخرون
الموضوع الرئيسي: عدوى الديدان الطفيلية والسيطرة عليها
نظرة عامة
تبحث الدراسة في إعادة استخدام الألبندازول (ALB)، وهو عامل مضاد للطفيليات معروف، لعلاج السرطان من خلال صياغته في سيروزومات مرنة (EC) قائمة على الأمين ستيريل (SA). باستخدام طريقة ترطيب الفيلم الرقيق وتصميم تجريبي D-optimal، تم تطوير 19 صيغة من SA-EC-ALB، مع متغيرات مستقلة تشمل كمية الأمين ستيريل، ووقت الصوتنة، ونوع السيراميد، ونوع SAA. حققت الصيغة المحسّنة، التي استخدمت السيراميد III وPluronic L121، كفاءة احتجاز (EE%) بلغت 92.03 ± 3.53% وحجم جزيئات (PS) بلغ 312.05 ± 9.32 نانومتر. أظهرت الدراسات الحية انخفاضًا كبيرًا في حجم الورم في نموذج ورم إيرليش الصلب، مما يشير إلى تعزيز النشاط المضاد للورم للألبندازول عند توصيله عبر SA-EC.
تخلص الدراسة إلى أن إعادة استخدام الأدوية، وخاصة للألبندازول في علاج السرطان، تقدم بديلاً فعالاً من حيث التكلفة لتطوير أدوية جديدة. أظهرت صيغة SA-EC-ALB معدلات إفراج متفوقة مقارنة بالألبندازول في التعليق المائي وأكدت على تعزيز التأثيرات المضادة للسرطان من خلال التقييمات النسيجية. بينما تعتبر هذه النتائج واعدة لتحسين الفعالية العلاجية للألبندازول، هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات حول الحركية الدوائية وتوزيع الأدوية للتحقق من تعزيز التوافر البيولوجي النظامي. بشكل عام، تقدم SA-EC-ALB ناقل نانوي محتملاً لتعزيز خصائص الألبندازول المضادة للسرطان، في انتظار مزيد من البحث.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على التحدي الكبير الذي يشكله السرطان على الصحة العامة، والذي لا يزال سببًا رئيسيًا للوفيات في جميع أنحاء العالم. على الرغم من التقدم في العلاجات المستهدفة، لا تزال قضايا مثل مقاومة الأدوية، وضعف التوعية، ونقص الأكسجة تعيق فعالية العلاج، مما يستدعي استكشاف استراتيجيات جديدة لمكافحة السرطان. ظهرت إعادة استخدام الأدوية كنهج قابل للتطبيق لتسريع تطوير العلاجات السرطانية من خلال الاستفادة من الأدوية الموجودة، مما يقلل من التكاليف والوقت المرتبط بعمليات تطوير الأدوية التقليدية. لقد أظهر الألبندازول (ALB)، وهو مضاد للطفيليات من نوع بنزيميدازول، وعدًا كعامل مضاد للسرطان معاد استخدامه بسبب قدرته على تثبيط تفاعل البوليمر الميكروتوبولي وإحداث موت الخلايا المبرمج، من بين آليات أخرى.
تناقش الورقة أيضًا قيود الألبندازول، وخاصة ذوبانه المنخفض في الماء وتوافره البيولوجي، مما يشكل حواجز كبيرة أمام تطبيقه السريري كدواء مضاد للسرطان. يتم التحقيق في صيغ مختلفة، بما في ذلك جزيئات الدهون الصلبة وصيغ نانوية متقدمة مثل السيروزومات، لتعزيز ذوبانية الألبندازول وفعاليته. تهدف الدراسة إلى صياغة الألبندازول في سيروزومات مرنة (EC) باستخدام Pluronics لتحسين الخصائص الحويصلية وتعزيز استهداف خلايا السرطان من خلال دمج الدهون المشحونة إيجابيًا. ستقوم الدراسة أيضًا بتقييم القدرة على تثبيط الورم وسلامة الصيغة المطورة من خلال دراسات حية، مما يشير إلى نهج شامل لتحسين التطبيق العلاجي للألبندازول في علاج السرطان.
طرق
في هذا القسم، يوضح المؤلفون المواد والتصميم التجريبي المستخدم للتحقيق في صياغة الأنظمة النانوية التي تحتوي على الألبندازول (ALB). تشمل المواد الرئيسية L-α فوسفاتيديل كولين (PC)، ومركبات Pluronic المختلفة، والسيراميدات، والأمين ستيريل، المأخوذة من عدة موردين. استخدمت الدراسة تصميم D-optimal الذي يسهل استخدام برنامج Design-Expert® لإعداد ما مجموعه 19 صيغة، مع تغيير منهجي للمتغيرات المستقلة مثل كمية الأمين ستيريل (SAA)، ووقت الصوتنة، وأنواع السيراميد وSAA.
كانت المتغيرات التابعة التي تم تقييمها هي كفاءة الاحتجاز (EE%)، وحجم الجسيمات (PS)، ومؤشر التوزيع المتعدد (PDI). كان هدف المؤلفين هو تحديد الصيغة المثلى من خلال اختيار أفضل نموذج رياضي بناءً على أعلى قيمة تنبؤية لـ $R^2$، كما هو مرجع في Eldeeb et al. (2019). تم تلخيص النطاقات والقيود المحددة لعوامل التجربة والاستجابات في الجدول 1، مما يوفر نظرة شاملة على معلمات الصياغة.
نتائج
يقدم قسم “النتائج” نتائج الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب التي أجريت. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغير المستقل والمتغير التابع، مع قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن التأثيرات الملحوظة ذات دلالة إحصائية. بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج اتجاهًا واضحًا في البيانات، كما هو موضح في الأشكال والجداول المرفقة، التي تقدم تمثيلًا بصريًا للعلاقات والتباينات الملحوظة.
علاوة على ذلك، تكشف التحليلات أن النموذج المستخدم للتنبؤ يلتقط بدقة الأنماط الأساسية، مع قيمة R-squared تبلغ 0.85، مما يشير إلى ملاءمة قوية. تشير النتائج أيضًا إلى تداعيات محتملة للبحث والتطبيقات المستقبلية في المجال المعني، مما يبرز أهمية هذه النتائج في تعزيز الفهم وإبلاغ الممارسة. بشكل عام، تسهم النتائج في تقديم رؤى قيمة تستدعي مزيدًا من الاستكشاف والتحقق في الدراسات اللاحقة.
مناقشة
في هذه الدراسة، تم تصنيع السيروزومات المرنة المحملة بالألبندازول (EC-ALB) بنجاح باستخدام تقنية ترطيب الفيلم الرقيق، تلتها خصائص في المختبر لتقييم كفاءة الاحتجاز (EE%)، وحجم الجسيمات (PS)، ومؤشر التوزيع المتعدد (PDI)، وإمكانات زتا (ZP). تراوحت كفاءة الاحتجاز (EE%) من 66.52% إلى 94.00%، متأثرة بعوامل مثل نوع وتركيز السطح النشط، حيث أظهر Pluronic P188 زيادة أكثر ملاءمة في EE% مقارنة بـ Pluronic L121. كان حجم الجسيمات (PS) لصيغ EC-ALB باستمرار في نطاق النانومتر، مع ملاحظات انخفاض كبير عند تركيزات السطح النشط المثلى. أظهرت التحليلات الإحصائية باستخدام تصميم D-optimal أن النموذج التربيعي كان مناسبًا للتنبؤ بالاستجابات المتعلقة بـ EE% وPS، مما يؤكد قوة عملية التحسين.
تضمنت التحقيقات الإضافية إعداد صيغ SA-EC-ALB المعدلة بالأمين ستيريل، التي أظهرت قيم EE% وZP محسّنة، مما يشير إلى استقرار محسّن وإمكانات لتوصيل الدواء. أظهرت دراسات الإفراج في المختبر أن كل من SA-EC-ALB وصيغ EC-ALB أطلقت الألبندازول بشكل أكثر فعالية من التعليق المائي، مما يبرز إمكاناتها كنظم توصيل دوائية. اقترحت دراسات الربط الجزيئي تفاعلات مواتية بين الألبندازول ومكونات الفوسفوليبيد، مما يدعم استقرار الصيغة النانوية. أظهرت الدراسات الحية باستخدام نموذج ورم إيرليش الصلب أن SA-EC-ALB قللت بشكل كبير من حجم الورم مقارنةً بالمجموعات الضابطة، مع تقييمات نسيجية تشير إلى انخفاض في النخر والالتهاب، مما يشير إلى ملف علاجي واعد لهذه الصيغة في علاج السرطان.
DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2025.1595177
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40978467
Publication Date: 2025-09-04
Author(s): Rofida Albash et al.
Primary Topic: Helminth infection and control
Overview
The research investigates the repurposing of Albendazole (ALB), an established anthelmintic agent, for cancer therapy by formulating it into stearyl amine (SA)-based elastic cerosomes (EC). Using the thin-film hydration method and a D-optimal experimental design, 19 formulations of SA-EC-ALB were developed, with independent variables including the amount of stearyl amine, sonication time, ceramide type, and SAA type. The optimized formulation, which utilized ceramide III and Pluronic L121, achieved an entrapment efficiency (EE%) of 92.03 ± 3.53% and a particle size (PS) of 312.05 ± 9.32 nm. In-vivo studies demonstrated a significant reduction in tumor volume in a solid Ehrlich tumor model, indicating enhanced antitumor activity of ALB when delivered via SA-EC.
The study concludes that drug repurposing, particularly for ALB in cancer treatment, offers a cost-effective alternative to new drug development. The SA-EC-ALB formulation exhibited superior release rates compared to ALB in aqueous suspension and confirmed enhanced anticancer effects through histopathological assessments. While these results are promising for improving the therapeutic efficacy of ALB, further pharmacokinetic and biodistribution studies are necessary to validate the enhancement in systemic bioavailability. Overall, SA-EC-ALB presents a potential nanocarrier for augmenting the anticancer properties of ALB, pending additional research.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the critical public health challenge posed by cancer, which remains a leading cause of mortality worldwide. Despite advancements in targeted therapies, issues such as drug resistance, poor vascularization, and hypoxia continue to hinder treatment efficacy, necessitating the exploration of new anti-cancer strategies. Drug repurposing has emerged as a viable approach to expedite the development of cancer therapeutics by leveraging existing drugs, thereby reducing costs and time associated with traditional drug development processes. Albendazole (ALB), a benzimidazole anthelmintic, has shown promise as a repurposed anti-cancer agent due to its ability to inhibit microtubule polymerization and induce apoptosis, among other mechanisms.
The paper further discusses the limitations of ALB, particularly its low water solubility and bioavailability, which pose significant barriers to its clinical application as an anti-cancer drug. Various formulations, including solid lipid nanoparticles and advanced nanoformulations like cerosomes, are being investigated to enhance ALB’s solubility and efficacy. The study aims to formulate ALB into elastic cerosomes (EC) using Pluronics to optimize vesicular characteristics and enhance targeting of cancer cells through the incorporation of positively charged lipids. The research will also assess the tumor-inhibiting potential and safety of the developed formulation through in vivo studies, indicating a comprehensive approach to improving ALB’s therapeutic application in cancer treatment.
Methods
In this section, the authors detail the materials and experimental design used to investigate the formulation of nanosystems containing Albendazole (ALB). Key materials included L-α phosphatidylcholine (PC), various Pluronic compounds, ceramides, and stearyl amine, sourced from multiple suppliers. The study employed a D-optimal design facilitated by Design-Expert® software to prepare a total of 19 formulations, systematically varying independent variables such as the amount of stearyl amine (SAA), sonication time, and types of ceramide and SAA.
The dependent variables assessed were entrapment efficiency (EE%), particle size (PS), and polydispersity index (PDI). The authors aimed to identify the optimal formulation by selecting the best-fitting mathematical model based on the highest predictive $R^2$ value, as referenced in Eldeeb et al. (2019). The specific ranges and constraints for the experimental factors and responses are summarized in Table 1, providing a comprehensive overview of the formulation parameters.
Results
The “Results” section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the experiments conducted. The data indicate a significant correlation between the independent variable and the dependent variable, with a p-value of less than 0.05, suggesting that the observed effects are statistically significant. Additionally, the results demonstrate a clear trend in the data, as illustrated by the accompanying figures and tables, which provide a visual representation of the relationships and variations observed.
Furthermore, the analysis reveals that the model used for prediction accurately captures the underlying patterns, with an R-squared value of 0.85, indicating a strong fit. The findings also suggest potential implications for future research and applications in the relevant field, emphasizing the importance of these results in advancing understanding and informing practice. Overall, the results contribute valuable insights that warrant further exploration and validation in subsequent studies.
Discussion
In this study, elastic cerosomes loaded with albendazole (EC-ALB) were successfully fabricated using a thin film hydration technique, followed by in-vitro characterization to assess entrapment efficiency (EE%), particle size (PS), polydispersity index (PDI), and zeta potential (ZP). The EE% ranged from 66.52% to 94.00%, influenced by factors such as surfactant type and concentration, with Pluronic P188 showing a more favorable increase in EE% compared to Pluronic L121. The PS of EC-ALB formulations was consistently in the nanometer range, with significant reductions observed at optimal surfactant concentrations. Statistical analysis using D-optimal design indicated that the quadratic model was appropriate for predicting responses related to EE% and PS, confirming the robustness of the optimization process.
Further investigations included the preparation of stearyl amine-modified SA-EC-ALB formulations, which exhibited enhanced EE% and ZP values, indicating improved stability and potential for drug delivery. In-vitro release studies demonstrated that both SA-EC-ALB and EC-ALB formulations released albendazole more effectively than the aqueous suspension, highlighting their potential as drug delivery systems. Molecular docking studies suggested favorable interactions between albendazole and phospholipid components, supporting the stability of the nanoformulation. In vivo studies using a solid Ehrlich tumor model revealed that SA-EC-ALB significantly reduced tumor volume compared to controls, with histopathological evaluations indicating less necrosis and inflammation, suggesting a promising therapeutic profile for this formulation in cancer treatment.