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SCOPUS
The most commonly used chemotherapeutic agents for cancer treatment exhibits a poor performance due to the multidrug resistant properties of tumor cells and poor efficacy of these treatment drug. Along with all the above mentioned issues the drug delivery carriers loaded with drugs also phases an early removal from the system before reaching the affected target remains an area of interest for the researchers. To overcome this widespread issue, one effective approach based on physiological differences between normal tissue and the tumor tissue has been developed, which will help in improving the efficacy of anticancer drugs. The formation of this drug delivery system is based on a pH sensitive release of drug in the cancer cell moiety as it contains the drug which is soluble in acidic environments. Along with many other methods used to attain the above mentioned requirements, the usage of a self-propelled bacteria called as magnetotactic bacteria is proved to be a promising solution. The bacterial surface has been bio functionalized and in-turn they act as potential drug delivery carrier. In the present study, we have developed a drug carrier by three step process in which, first, the bacterial surface has been functionalized by a biotinylated PEG which allows the bacteria to escape the phagocytosis process as they become a stealth material and reach the affected area of interest with the drug load. In the next step, the anti-cancer lenalidomide drug has been PEGylated to improve its solubility and lastly, both the complexes have been attached by the streptavidin-biotin conjugation. The whole reaction process makes it a sandwiched type reaction. The bond formation, bacterial viability upon treatment with drug was investigated. The pH dependent release and the cytotoxicity of different cell lines were also examined. The development of this drug delivery carrier was based on targeted and efficient drug delivery process to the cancer cell moiety without damaging the viability of normal cell line. Also, these drug delivery carriers loaded with drugs focuses mainly on an easy, time-saving, and stable technique of drug loading and drug releasing functions that makes it a strong and reliable agent. Keywords: Magnetotactic bacteria; chemotherapeutic agent; stealth material; phagocytosis; drug delivery; lenalidomide; cytotoxicity|암 치료에 가장 일반적으로 사용되는 화학요법제는 종양세포의 다약제 내성 특성과 약물의 낮은 효능으로 인해 성능이 떨어진다. 또한, 약물을 탑재한 약물 전달체가 표적 위치에 도달하기 전에 면역 시스템에 의해 조기 제거되는 문제를 극복하는 것도 연구자들의 관심 영역으로 남아 있다. 이러한 광범위한 문제점을 극복하기 위해 정상 조직과 종양 조직의 생리학적 차이에 기반한 효과적인 접근법이 개발되었다. 이 접근법은 암세포 주변의 산성 환경에서 용해되는 약물을 활용하여 pH 조건에 민감한 약물 전달 시스템의 형성에 기반한다. 위의 요구 사항을 달성하기 위해 자기주성 박테리아의 사용이 유망한 해결책으로 입증되었다. 박테리아 표면은 생물학적 기능화를 통해 잠재적인 약물 전달체로 작용할 수있다. 본 연구에서는 세 단계 공정을 거쳐 자기주성 박테리아를 활용한 약물 운반체를 개발하였다. 첫 번째로 식작용을 피하고 약물을 표적 위치까지 전달할 수 있도록 박테리아 표면을 biotin-PEG 로 기능화한다. 두 번째는 항암제인 lenalidomide 약물을 PEG 화하여 용해성을 높이고, 마지막으로 두 복합체를 streptavidin-biotin 결합을 통해 샌드위치 형태의 구조로 연결하였다. 본 연구에서는 개발된 약물 운반체의 박테리아 생존율, 결합 구조, pH 의존적인 약물 방출 특성, 그리고 다양한 세포주의 세포 독성을 조사하였다. 본 약물 전달체는 정상 세포주의 생존력을 손상시키지 않으면서 암세포 부분을 표적하는 효율적인 약물 전달 과정을 기반으로 하였다. 또한, 약물 로딩과 약물 방출 기능을 쉽고, 빠르고, 안정적으로 수행하여 강력하고 신뢰할 수 있는 약제로 만드는 데 초점을 두고 있다.
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