Sintesis dan Karakterisasi Nanopartikel Quercetin Terenkapsulasi Albumin-Galactosylated Chitosan sebagai Strategi Active Targeting untuk Menghambat Pertumbuhan Sel Adenokarsinoma Paru A549 secara in vitro

Aida Nur Fadhilah, Dr.rer.nat. Ronny Martien, M.Si.; Dr.Eng. Sjaikhurrizal El Muttaqien, S.Si., M.Eng.

2025 | Tesis | S2 Bioteknologi

Quercetin diketahui memiliki potensi yang menjanjikan sebagai agen terapi kanker paru-paru. Akan tetapi, efisiensi terapeutik quercetin masih terbatas karena tingkat kelarutan dan bioavailabilitasnya yang rendah. Untuk mengatasi keterbatasan tersebut, penelitian ini mengembangkan sistem penghantaran quercetin berbasis nanopartikel albumin-galactosylated chitosan (Q-Alb-GC NPs) sebagai strategi active targeting untuk menghambat pertumbuhan sel kanker A549 secara in vitro. Konjugasi galaktosa pada permukaan nanopartikel dapat secara spesifik berinteraksi dengan reseptor Galectin-3 dan GLUT-1 yang terekspresi secara berlebihan pada sel A549. Fabrikasi nanopartikel dilakukan dengan metode desolvasi dan dikarakterisasi berdasarkan berbagai parameter, meliputi ukuran, potensial Zeta, PDI, entrapment efficiency (?), gugus fungsi, profil pelepasan, dan biokompatibilitas. Hasil yang diperoleh menunjukkan Q-Alb-GC NPs yang disintesis memiliki ukuran 199.1 ± 2.505 nm, potensial Zeta 25.34 ± 1.002 mV, PDI 0.221 ± 0.008, ? yang tinggi (~80%), profil pelepasan yang bertahap (sustained), serta biokompatibilitas yang baik. Uji sitotoksitas pada sel A549 mengungkapkan bahwa Q-Alb-GC NPs secara signifikan memiliki aktivitas penghambatan pertumbuhan yang lebih tinggi dibandingkan quercetin bebas terutama pada konsentrasi 27 µg/mL. Enkapsulasi quercetin dalam matriks albumin-galactosylated chitosan juga menurunkan nilai IC50, mengindikasikan peningkatan efektivitas terapi. Fungsionalisasi permukaan nanopartikel dengan galactosylated chitosan secara efektif meningkatkan ambilan seluler, mengkonfirmasi keberhasilan strategi active targeting pada sel A549. Secara keseluruhan, nanocarrier albumin-galactosylated chitosan yang mengenkapsulasi quercetin memiliki potensi yang menjanjikan sebagai alternatif untuk mengatasi isu penargetan dan biokompatibilitas dalam terapi kanker. 

Quercetin has been known as a promising anticancer compound, but its poor aqueous solubility and bioavailability markedly limit its clinical application. To overcome this limitation and improve the therapeutic efficacy, we fabricated novel albumin-galactosylated chitosan nanoparticles (Q-Alb-GC NPs) as an active targeting strategy to inhibit in vitro cancer cell proliferation. Galactose grafting can specifically target either the Galectin-3 or GLUT-1 which reported to be overexpressed on lung cancer cells A549. Nanoparticles were synthesized using the desolvation method and characterized based on various parameters, including size, Zeta potential, PDI, entrapment efficiency (?), functional groups, release profile, and biocompatibility. The results showed that Q-Alb-GC NPs exhibited a size of 199.1 ± 2.505 nm, a Zeta potential of 25.34 ± 1.002 mV, a PDI of 0.221 ± 0.008, a high ? (approximately 80%), sustained release profile, and good biocompatibility. Cytotoxicity assay on A549 cells revealed that Q-Alb-GC NPs had significantly higher growth inhibitory activity than free quercetin especially at concentrations of 27 µg/mL. Encapsulation of quercetin in albumin-galactosylated chitosan also decreased the IC50 value, indicating enhanced therapeutic efficacy. Surface functionalization of nanoparticles with galactosylated chitosan effectively enhanced cellular uptake, confirming the success of the active targeting strategy on A549 cells. In summary, Q-Alb-GC NPs showed great potential as a therapeutic alternative to address off-targeting and biocompatibility issues in conventional cancer therapy. 

Kata Kunci : cancer therapy, quercetin, nanoparticles, galactosylated chitosan, active targeting