Carbon nanotubes (CNTs) have become some of the most promising drug delivery systems due to their unique properties, especially their high surface area and their ease to penetrate cells. The aim of this thesis was to render single walled carbon nanotubes (SWNTs) more biocompatible, and to test their ability to selectively deliver suitable dosages of anti-cancer drugs to αvβ3 integrins and epidermal growth factor receptor (EGFR) expressing cancer cells used as delivery targets. Those two targets are important to consider, as they are highly present on the cell membrane of several cancer cells, such as colon, breast, leukemic, and lung cancer. Results reveal that the combination of covalent and noncovalent surface modification of SWNTs increased SWNTs biocompatibility towards RAW 264.7 and Caco-2 cells by 17.4% and 20.8%, respectively, compared to covalently modified SWNTs. Results also show that the delivery of the widely used anti-cancer drug, doxorubicin (DOX), was higher when targeted by the SWNTs. In fact, the concentration of targeted DOX was 1.4 (± 0.3) folds higher and 2 (± 0.7) folds higher than that of free DOX in Caco-2 and RAW 264.7 cells, respectively. Similarly, the cytotoxicity of the SWNT-targeted DOX on RAW 264.7 cells at 48h post exposure was 3.6 folds higher than that of free DOX. Thus, the study reveals that SWNTs are capable to enhance drug effect on cancer cell lines. Further in vivo studies are recommended to evaluate the full potentials. / Grace à leurs propriétés uniques tel que leur grande surface de contact et leur aisance de pénètre les cellules humaines, les nanotubes de carbone sont désormais de prometteurs systèmes de livraison des médicaments. Le but de cette thèse est de rendre les nanotubes de carbone plus biocompatible, et de tester leur habileté de cibler la chimiothérapie vers les cellules cancéreuses qui possèdent les intégrines αvβ3 et les récepteurs EGF. Ces deux récepteurs sont spécifiquement ciblés car ils sont présents en grandes concentrations sur la surface des cellules cancéreuses telles que les cellules colorectales et les cellules du cancer du sein. Les résultats montrent que la modification covalente et non covalente de la surface des nanotubes de carbone augmente leur compatibilité envers les cellules RAW 264.7 et Caco-2 de 17% et 20.8%, respectivement, comparèrent aux nanotubes modifies de façon covalente seulement. Les résultats montrent aussi que la concentration de la chimiothérapie doxorubicine (DOX) était plus grande lorsqu'elle est délivrée par les nanotubes. En effet, la concentration de DOX délivrée par les nanotubes était 1.4 (± 0.3) et 2 (±0.4) fois plus élevée dans les cellules Caco-2 et RAW 264.7, respectivement, que celle de DOX délivrée sans système de livraison. De même, la cyto-toxicité de DOX délivré par les nanotubes de carbone aux cellules RAW 264.7 était 3.6 (± 0.7) fois plus élevée que celle de DOX délivrée sans système de livraison à 48 h post exposition. L'étude montre que les nanotubes de carbone sont capables d'augmenter la concentration du médicament dans les cellules cancéreuses. Pour étudier tout le potentiel des nanotubes de carbone, d'autres études in vivo seront nécessaire.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.110416 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Chemali, Raja |
| Contributors | Satya Prakash (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Engineering (Department of Biomedical Engineering) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
Page generated in 0.0024 seconds