Development of new alternative approach for the treatment of melanoma skin cancer

Abstract

In this study, we present a potential alternative approach for the treatment of melanoma skin cancer and skin tissue regeneration. A comparison of polycaprolactone (PCL) and polycaprolactone blended with linear (LPEI) and branched polyethylenimine (BPEI). This research presents the biocompatibility and feasibility of PCL, PCL loaded with LPEI and PCL loaded with BPEI in different concentrations, producing electrospun scaffolds. SEM images show that the nanofibers developed between 271 to 419 nm. Contact angle assay demonstrated high hydrophobicity for all mats, which could be overcome by surface modification, namely, plasma treatment, ameliorating the hydrophilicity of the mats, providing excellent cells adhesion to the scaffolds surface. We demonstrate the biocompatibility of the scaffolds developed by electrospinning techniques, followed by in vitro tests with Human Dermal Fibroblasts (HDFs) and murine melanoma cells (B16), by using MTT assay 3-(4,5- dimethylthizol-2-yl)-5-(3- carboxymethoxyphenyl)-2(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium to determinate the biocompatibility with all cells, and confocal images to give us insights of cell morphology (nucleus and cellular membrane). Sirius red collagen assay was performed for HDFs to give the collagen release profile after 6 days of incubation, and the possibility of the mats to help in skin regeneration process by forming extra cellular matrix (ECM). The CFMDA dye suggested no cytotoxicity for HDFs to monitor the morphology of live cells. The results have shown that all the scaffolds developed have good cell adhesion and proliferation properties. We could also observe high cytotoxicity for B16 melanoma cells for PCL_2BPEI scaffolds. This primary in vitro study suggests that the mats developed may increase the skin regeneration process and at the same time promote apoptosis of melanoma cells.

Neste estudo, apresentamos uma abordagem alternativa como potencial tratamento para o câncer de pele melanoma e regeneração do tecido da pele. Uma comparação de policaprolactona (PCL) e policaprolactona misturada com polietilenoimina linear (LPEI) e ramificada (BPEI). Esta pesquisa apresenta a biocompatibilidade e viabilidade de PCL, PCL carregado com LPEI e PCL carregado com BPEI em diferentes concentrações, produzindo estruturas de suporte eletrofuncionais. Imagens de SEM mostram que as nanofibras se desenvolveram entre 271 e 419 nm. O ensaio de ângulo de contato demonstrou alta hidrofobicidade para todas as nanofibras, o que poderia ser superado por modificação de superfície, ou seja, tratamento com plasma, melhorando a hidrofilicidade das nanofibras, proporcionando excelente adesão celular à superfície das estruturas de suporte. Demonstramos a biocompatibilidade das estruturas de suporte desenvolvidos por técnicas de eletrofiação, seguidos por testes in vitro com fibroblastos dérmicos humanos (HDFs) e células de melanoma murino (B16), usando o ensaio MTS 3- (4,5-dimetiltiazol-2-il) -5- (3-carboximetoxifenil) -2 (4- sulfofenil) -2H-tetrólio para determinar a biocompatibilidade com todas as células, e imagens confocais para dar como insights da morfologia celular (núcleo e membrana celular). O ensaio de colagénio vermelho Sirius foi realizado para HDFs para dar o perfil de liberação de colagénio após 6 dias de incubação, e a possibilidade das estruturas de suporte ajudarem no processo de regeneração da pele através da formação de matriz extracelular (ECM). O corante Diacetato de CFMDA-5-clorometilfluorescea sugere não citotoxicidade das células HDFs monitoradas. Os resultados mostraram que todas as estruturas de suporte desenvolveram boas propriedades de adesão e proliferação celular. Também pudemos observar alta citotoxicidade para células de melanoma B16 para estrutura de suporte PCL_2BPEI. Este estudo in vitro sugere que as estruturas de suporte desenvolvidas podem aumentar o processo de regeneração da pele e ao mesmo tempo promover a apoptose das células do melanoma.