Formulasi nanopartikel dengan menggunakan kitosan rantai pendek dan uji transfeksi pada sel kanker SP-C1

INDRAWATI, Maria Imakulata Masiya, Dr. rer.nat. Ronny Martien, M.Si

2010 | Tesis | S2 Ilmu Farmasi

Kemampuan obat untuk mencapai jaringan target masih merupakan tantangan utama dalam teknologi farmasi. Bentuk terapi baru yang banyak dikembangkan saat ini adalah dengan memasukkan material genetik ke dalam sel, yang mana dapat digunakan sebagai terapi gen. Suatu pembawa dibutuhkan untuk menghantarkan gen masuk ke dalam sel yang mampu melindunginya dari degradasi nuklease serta melewati barrier pada sel. Kitosan merupakan polimer alami kationik yang memiliki sifat biokompatibel, biodegradabel dan toksisitas yang rendah sehingga dapat digunakan sebagai pembawa obat atau gen. Penelitian ini bertujuan untuk pengembangan formulasi nanopartikel kitosan rantai pendekplasmid EGFP serta evaluasi stabilitas terhadap nuklease, toksisitas dan transfeksi pada sel kanker SP-C1 secara invitro. Pembuatan nanopartikel kitosan rantai pendek-pEGFP menggunakan metode koaservasi kompleks antara muatan positif kitosan dan negatif pEGFP. Karakterisasi nanopartikel kitosan-pEGFP untuk mengetahui ukuran partikel, potensial zeta dan morfologi partikel. DNase I dan serum darah digunakan untuk menguji stabilitas nanopartikel. Uji sitotoksik dan transfeksi menggunakan kultur sel SP-C1. Diperoleh ukuran rata-rata nanopartikel kitosan 0,02% dan 0,04% dengan pEGFP pada pH 4,0 dan pH 5,0 sebesar 220,0-623,3 nm, potensial zeta +8,28-10,19 mV dan morfologi partikel adalah sferik. Nanopartikel kitosan rantai pendek-pGFP stabil dalam DNase I dan serum darah. Uji sitotoksik nanopartikel menunjukkan toksisitas yang relatif rendah dengan persentase sel SP-C1 yang hidup >80%. Dari hasil ini menunjukkan bahwa kitosan dapat digunakan sebagai pembawa untuk pembuatan nanopartikel DNA dalam penghantaran gen nonviral. Setelah diinkubasi selama 24 jam, pEGFP mampu ditransfeksikan oleh nanopartikel kitosan rantai pendek-pEGFP ke kultur sel kanker SP-C1 yang menghasilkan pendaran hijau.

The ability to target drugs to specific tissue sites is one of the major challenges in pharmaceutical technology. New form of therapy can be developed nowadays by inserting genetic materials to the cell, which can used as gene therapy. Carrier is needed to bring gene to the cell by protecting from degradation by nucleases it also pass through the barrier in the cell. Natural polymer chitosan have been used to deliver gene due to it as cationic charge, biodegradable, biocompatibility and low toxicity properties. The aim of this study was to develop formulation of pDNA-chitosan nanoparticle and to evaluate their stability against nuclease and their transfection to SP-CI cancer cell in vitro. The formulation of pEGFP-short chain chitosan nanoparticle used complex coaservation method between positive charge of chitosan and negative charge of pEGFP. Nanoparticle characterization was performed to identify their particle size, zeta potential and morphology. Stability test employed DNase I and blood serum. Cytotoxicity and transfection tests were applied to SP-C1 cell culture. Nanoparticle was generated between pEFGP and chitosan 0,02% and 0,04% at pH 4,0 and pH 5,0. Morphology of pEGFP-chitosan nanoparticle was spherix. The average size of particles was 220.0-623.3 nm and their zeta potential was +8.28-10.19 mV. Nanoparticles stability was increased against DNase I and blood serum. Cytotoxicity test of the nanoparticle was relatively low with the percentage of living SP-C1 cells >80%. Thus, chitosan was can be used as carrier for preparation DNA nanoparticles in non-viral gene delivery. After being incubated for 24 hours short chain pEGFP chitosan nanoparticle was able to transfect pEGFP to SP-C1 cancer cell culture hence produce green luminescent.

Kata Kunci : Kitosan,Nanopartikel,Plasmid EGFP,Transfeksi,Kultur sel SP,C1