Analysis of a fusion between rat glioma cells and biomimetic liposomes with encapsulated diamond nanoparticles or curcumin

Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW
Animal Science No 55 (2), 2016: 275–281
(Ann. Warsaw Univ. Life Sci. – SGGW, Anim. Sci. 55 (2), 2016)

Analysis of a fusion between rat glioma cells and biomimetic liposomes with encapsulated diamond nanoparticles or curcumin

BARBARA STROJNY, MARTA GRODZIK, EWA SAWOSZ, MARIA GROMADKA
Department of Animal Nutrition and Biotechnology, Warsaw University of Life Sciences – SGGW

Abstract. Analysis of a fusion between rat glioma cells and biomimetic liposomes with encapsulated diamond nanoparticles or curcumin. Liposomes are used as carriers for different bioactive agents, both hydrophilic, which are encapsulated in water core of the liposome, and hydrophobic, which are entrapped within liposome walls. The walls are built from phospholipid bilayer, therefore their structure resembles cell membrane. It was hypothesized that if the wall is made of set of lipids typical for a cell, the liposome will be eagerly consumed by the cell. We performed the experiments using C6 rat glioma cells as an example, since central nervous system cells are extremely rich in lipids, including the unique ones. Since all cancer cells have high proliferation potential, they need to absorb precursors to build cell membrane around new cells, therefore such biomimetic liposomes may be one of the most effective way to deliver anticancer agents into the cell. Analysis of physicochemical properties of obtained liposomes, as well as in vitro tests, showed that obtaining such liposomes is possible and that the liposomes are biocompatible, stable carrier both for hydrophilic and hydrophobic agents. Encapsulation of diamond nanoparticles did not affect the liposomes, whereas entrapping of curcumin, which is a spice known in traditional Asian medicine for its anticancer properties, significantly increased its activity. Obtained results showed that biomimetic liposomes can be effective, individually-tailored carriers for bioactive agents.

Key words: glioma, liposomes, diamond nanoparticles, curcumin

Streszczenie. Analiza fuzji pomiędzy komórkami glejaka szczurzego i liposomami biomimicznymi z enkapsulowanymi nanocząstkami diamentu lub kurkuminą.Liposomy są wykorzystywane jako nośniki dla biologicznie aktywnych związków, zarówno hydrofilowych, które są enkapsulowane w wodnym rdzeniu liposomy, jak również hydrofobowych, które mogą być zamykane w jego ścianie. Ściany liposomów zbudowane są z dwuwarstwy fosfolipidowej, przez co strukturalnie przypominają błonę komórkową. Założono, że jeżeli taka ściana zostanie stworzona z zestawu lipidów charakterystycznych dla danej komórki, liposomy będą chętnie pobierane przez taką komórkę. Wykonano doświadczenie, w którym jako przykład użyto komórek glejaka szczurzego linii C6, ponieważ wiadomo, że komórki centralnego systemu nerwowego są wyjątkowo bogate w lipidy, włączając w to także te nietypowe. Ze względu na to, że wszystkie komórki nowotworowe charakteryzuje wysoki potencjał proliferacyjny, muszą one pobierać prekursory niezbędne do budowania błony komórkowej wokół nowopowstających komórek. Dlatego też liposomy biomimiczne mogą być jednym z najbardziej skutecznych sposobów na dostarczenie związków przeciwnowotworowych do takich komórek. Analiza właściwości fizykochemicznych, jak również testy in vitro, pokazały, że otrzymanie takich liposomów jest możliwe i że liposomy te są biozgodnym, stabilnym nośnikiem zarówno dla związków hydrofilowych, jak i hydrofobowych. Enkapsulacja nanocząstek diamentu nie wpłynęła na wytworzone liposomy, podczas gdy zamknięcie w ścianie kurkuminy, która jest znana w tradycyjnej medycynie azjatyckiej ze względu na woje właściwości przeciwnowotworowe, istotnie podniosło jej aktywność. Otrzymane wyniki pokazały, że liposomy biomimiczne mogą być efektywnym, indywidualnie dopasowanymi nośnikami dla związków biologicznie czynnych.

Słowa kluczowe:glejak, liposomy, nanocząstki diamentu, kurkumina

Please use the following format to cite the selected article:
STROJNY B., GRODZIK M., SAWOSZ E., GROMADKA M. Analysis of a fusion between rat glioma cells and biomimetic liposomes with encapsulated diamond nanoparticles or curcumin. Ann. Warsaw Univ. Life Sci. – SGGW, Anim. Sci. 55 (2), 2016: 275–281.

Authors’ addresses:

Barbara Strojny
Zakład Nanobiotechnologii
Katedra Żywienia Zwierząt i Biotechnologii
Wydział Nauk o Zwierzętach SGGW
ul. Ciszewskiego 8, 02-785 Warszawa
Poland
e-mail: barbara_strojny@sggw.pl