Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2023, 14 (5), 560–570
Cerium oxide@silica core-shell nanocomposite as multimodal platforms for drug release and synergistic anticancer effects
Elizaveta A. Zamyatina – Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of the Russian Academy of Sciences, Pushchino, Russia; sonyoru162@gmail.com
Sergey Yu. Kottsov – Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; sergey12-17@yandex.ru
Viktoriia A. Anikina – Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of the Russian Academy of Sciences, Pushchino, Russia; viktoriya.anikina@list.ru
Anton L. Popov – Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of the Russian Academy of Sciences, Pushchino, Russia; antonpopovleonid@gmail.com
Marina P. Shevelyova – Institute for Biological Instrumentation of the Russian Academy of Sciences, Pushchino, Russia; marina.shevelyova@gmail.com
Nelli R. Popova – Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of the Russian Academy of Sciences, Pushchino, Russia; nellipopovaran@gmail.com
Corresponding author: Nelli R. Popova, nellipopovaran@gmail.com
DOI 10.17586/2220-8054-2023-14-5-560-570
ABSTRACT Cerium oxide nanoparticles (CeNPs) are among the most promising materials with pH-sensitive redox-activity for biomedical nanotechnologies. CeNPs are known to reduce the toxicity of the chemotherapeutic drug doxorubicin (DOX) for normal cells. Here we have proposed and analyzed a new hybrid cerium/silica containing SiNPs@DOX@CeNPs nanocomposite. We showed that the average size of the nanocomposite is 190 nm and it has a spherical shape. The SiNPs@DOX@CeNPs nanocomposite provides effective synergistic anticancer activity of CeNPs with doxorubicin (DOX), as well as selective toxicity against human osteosarcoma (MNNG/HOS) cells in vitro. The SiNPs@DOX@CeNPs nanocomposite may be a good candidate to increase the effectiveness of cancer doxorubicin chemotherapy.
KEYWORDS nanocomposites, silica nanoparticles, cerium oxide nanoparticles, biomedical application, characterization, drug delivery
ACKNOWLEDGEMENTS This research was funded by the Russian Science Foundation, grant number 22-63-00082 and performed using the equipment of the Joint Research Centre for Physical Methods of Research at Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences (JRC PMR IGIC RAS).
FOR CITATION Zamyatina E.A., Kottsov S.Yu., Anikina V.A., Popov A.L., Shevelyova M.P., Popova N.R. Cerium oxide@silica core-shell nanocomposite as multimodal platforms for drug release and synergistic anticancer effects. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2023, 14 (5), 560–570.
[In Russian] Е.А. Замятина, С.Ю. Котцов, В.А. Аникина, А.Л. Попов, М.П. Шевелева, Н.Р. Попова
Нанокомпозит оксид церия-оксид кремния как мультимодальная платформа для синергетического противоракового действия
АННОТАЦИЯ Наночастицы диоксида церия являются одними из наиболее перспективных материалов, обладающих pH-чувствительной окислительно-восстановительной активностью, применяющихся в биомедицинских нанотехнологиях. CeNPs известны своей способностью снижать токсичность химиотерапевтического препарата доксорубицина (DOX) при его инкубации с нормальными клеточными культурами. В работе предложен новый гибридный нанокомпозит SiNPs@DOX@CeNPs. Показано, что нанокомпозит обладал сферической формой, а его размер составил 190 нм. Нанокомпозит SiNPs@DOX@CeNPs обеспечивает синергетическую противоопухолевую активность в отношении клеточной культуры остеосаркомы человека (MNNG/HOS) in vitro. Нанокомпозит SiNPs@DOX@CeNPs может являться хорошим кандидатом для повышения эффективности противоопухолевой терапии с использованием DOX.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА Нанокомпозиты, наночастицы оксида кремния, наночастицы диоксида церия, биомедицинское применение, доставка лекарственных средств.
