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Formulation of repurposed celecoxib-loaded nanostructured lipid carriers using Box Behnken design, its characterization, and anticancer evaluation - 26/03/25

Formulation de supports lipidiques nanostructurés chargés de célécoxib réutilisés à l'aide de la conception de Box Behnken, de sa caractérisation et de son évaluation anticancéreuse.

Doi : 10.1016/j.pharma.2025.03.005 
Ashwini Bhavar 1, Kaustubh Ajit Kolekar 2, Tejashree Yadav 1, Kapil Kole 1, 3, Durgacharan Bhagwat 4, Sachin Kumar Singh 2, Popat S. Kumbhar, Assistant Professor 1,  : Dr, John Disouza, Professor 1, 5,  : Dr
1 Department of Pharmaceutics, Tatyasaheb Kore College of Pharmacy, Warananagar, Tal: Panhala, Dist: Kolhapur, Maharashtra, 416 113, India 
2 School of Pharmaceutical Sciences, Lovely Professional University, Phagwara, Punjab, 144 411, India 
3 Annasaheb Dange College of Pharmacy, Ashta, Shivaji University, Kolhapur, Maharashtra, India 
4 Bharati Vidyapeeth College of Pharmacy, Kolhapur, 416013, Maharashtra, India 
5 Bombay Institute of Pharmacy and Research, Dombivli, Mumbai, Maharashtra, 421203, India 

Corresponding author: Department of Pharmaceutics Tatyasaheb Kore College of Pharmacy, Warananagar, Tal: Panhala, Dist: Kolhapur, Maharashtra, 416113, IndiaDepartment of Pharmaceutics Tatyasaheb Kore College of Pharmacy, Warananagar, Tal: PanhalaDist: KolhapurMaharashtra416113India⁎⁎Co-corresponding author: Department of Pharmaceutics Tatyasaheb Kore College of Pharmacy, Warananagar, Tal: Panhala, Dist: Kolhapur, Maharashtra, 416113, IndiaDepartment of Pharmaceutics Tatyasaheb Kore College of Pharmacy, Warananagar, Tal: PanhalaDist: KolhapurMaharashtra416113India
Sous presse. Manuscrit accepté. Disponible en ligne depuis le Wednesday 26 March 2025

Abstract

Objectives: The key objective of present research is to effectively treat lung cancer with repurposed celecoxib while overcoming challenges such as solubility, bioavailability, non-selectivity, and negative effects by delivering celecoxib through nanostructured lipid carriers via the parenteral route.

Methods: Celecoxib-laden nanostructured lipid carriers were manufactured by melt-emulsification ultrasonication approach and optimized through Box-Behnken Design. The celecoxib nanostructured lipid carriers were examined for particle size, % entrapment efficiency, zeta potential, in vitro release, cytotoxicity, stability, etc.

Results: The optimized celecoxib nanostructured lipid carriers displayed a % entrapment efficiency of 91.69±4.9% and particle size of 132.1±6.8 nm with a polydispersity index of 0.41±0.06, and a zeta potential of -39.1 ± 3.0 mV. Notably, celecoxib nanostructured lipid carriers exhibited better and controlled celecoxib release at phosphate buffer solution pH 6.8 than pH 7.4, revealing the tumor-targeting potential of nanostructured lipid carriers. Also, the release of celecoxib from nanostructured lipid carriers was controlled for 48 h, indicating reduced chances of systemic toxicity. The in vitro cytotoxicity against A549 cells of celecoxib nanostructured lipid carriers was 1.5-fold greater than that of pure celecoxib, confirming significant anti-lung cancer effectiveness. Further, the celecoxib-loaded nanostructured lipid carriers remained stable for twelve weeks at cold and ambient temperatures.

Conclusion: Thus, the given research concludes that parenteral administration of nanostructured lipid carriers could be a harmless, efficient, and novel choice to treat lung cancer using repurposed celecoxib.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Resumen

Objectifs: L'objectif principal de la recherche actuelle est de traiter efficacement le cancer du poumon avec du célécoxib réutilisé tout en surmontant les défis tels que la solubilité, la biodisponibilité, la non-sélectivité et les effets négatifs en administrant du célécoxib via des transporteurs lipidiques nanostructurés par voie parentérale.

Méthodes: Les transporteurs lipidiques nanostructurés chargés de célécoxib ont été fabriqués par une approche d'émulsification par fusion par ultrasons et optimisés par la conception Box-Behnken. Les transporteurs lipidiques nanostructurés de célécoxib ont été examinés pour la taille des particules, le pourcentage d'efficacité de piégeage, le potentiel zêta, la libération in vitro, la cytotoxicité, la stabilité, etc.

Résultats : Les transporteurs lipidiques nanostructurés de célécoxib optimisés ont affiché une efficacité de piégeage de 91,69 ± 4,9 % et une taille de particule de 132,1 ± 6,8 nm avec un indice de polydispersité de 0,41 ± 0,06 et un potentiel zêta de -39,1 ± 3,0 mV. Notamment, les transporteurs lipidiques nanostructurés de célécoxib ont montré une libération de célécoxib meilleure et contrôlée à une solution tampon phosphate pH 6,8 qu'à pH 7,4, révélant le potentiel de ciblage tumoral des transporteurs lipidiques nanostructurés. De plus, la libération de célécoxib à partir de transporteurs lipidiques nanostructurés a été contrôlée pendant 48 h, indiquant des risques réduits de toxicité systémique. La cytotoxicité in vitro contre les cellules A549 des transporteurs lipidiques nanostructurés de célécoxib était 1,5 fois supérieure à celle du célécoxib pur, confirmant une efficacité anti-cancer du poumon significative. De plus, les transporteurs lipidiques nanostructurés chargés de célécoxib sont restés stables pendant douze semaines à des températures froides et ambiantes.

Conclusion: Ainsi, la recherche présentée conclut que l'administration parentérale de transporteurs lipidiques nanostructurés pourrait être un choix inoffensif, efficace et novateur pour traiter le cancer du poumon en utilisant du célécoxib réutilisé.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Mot clés : Cancer du poumon, réutilisation de medicaments, célécoxib, transporteurs lipidiques nanostructures, optimization, cytotoxicité in vitro

Keywords : Lung cancer, drug repurposing, celecoxib, nanostructured lipid carriers, optimization, in vitro cytotoxicity



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