Synthesis, characterization and investigation of cytotoxic effects of drug loaded ZIF-8 metal-organic frameworks

Abstract

The biocompatible ZIF-8 intelligent material, a member of the metal-organic framework family, has a biodegradable property in an acidic environment due to its poor coordination bonds. Because cancerous cells are more acidic than healthy cells, our studies aim to ensure that doxorubicin, sorafenib, and apalutamide, encapsulated in ZIF-8, target cancer cells responsive to pH, thereby reducing damage to healthy cells. In addition, ZIF-8 was selected not only as a carrier system but also as a therapeutic effect. Because ZIF-8 material is biodegradable, it is divided into zinc and 2-methylimidazole components in cancer cells. Research shows that the decrease in the amount of zinc is essential in the formation of cancer cells. Zinc is reported to be in lower intracellular concentrations in HCC and prostate cell lines instead of healthy variants. It aims to create dual cytotoxic effects on cancer cells by combining the effects of zinc-drug on a single platform.

Metal-organik çerçeve ailesinin bir üyesi olan biyouyumlu ZIF-8 akıllı malzemesi, zayıf koordinasyon bağları nedeniyle asidik bir ortamda biyolojik olarak parçalanabilir bir özelliğe sahiptir. Kanserli hücreler sağlıklı hücrelerden daha asidik olduğundan, çalışmalarımız ZIF-8 içinde kapsüllenen doksorubisin, sorafenib ve apalutamidin pH'a duyarlı kanser hücrelerini hedef almasını ve böylece sağlıklı hücrelere verilen zararı azaltmayı amaçlamaktadır. Ayrıca ZIF-8 sadece taşıyıcı sistem olarak değil aynı zamanda terapötik bir etki olarak da seçilmiştir. ZIF-8 materyali biyolojik olarak parçalanabilir olduğundan kanser hücrelerinde çinko ve 2-metilimidazol bileşenlerine ayrılır. Araştırmalar çinko miktarının azalmasının kanser hücrelerinin oluşumunda önemli olduğunu göstermektedir. Çinkonun, sağlıklı varyantlar yerine HCC ve prostat hücre dizilerinde daha düşük hücre içi konsantrasyonlarda olduğu bildirilmektedir. Çinko-ilaç etkilerini tek bir platformda birleştirerek kanser hücreleri üzerinde ikili sitotoksik etkiler oluşturmayı amaçlamaktadır.