Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2025.

Bibliography: pages 119-127.

This study presents the development and evaluation of an innovative
nanocomposite system for targeted photodynamic therapy (PDT) in breast and
liver cancers. The novel approach combines chitosan nanoparticles coated
with pheophorbide-a as a photosensitizer and folic acid as a targeting moiety
(P@C-F) to enhance PDT selectivity and efficacy while minimizing side
effects on healthy tissues. P@C-F nanocomposites were synthesized via ionic
gelation and extensively characterized using FT-IR, TEM, UV-vis
spectroscopy, HPLC, and zeta potential analysis. Results revealed spherical
nanoparticles (20-30 nm) with strong blue light absorption (405 nm) and high
colloidal stability, ideal for cellular uptake and photodynamic activation.
Comprehensive in vitro evaluations were conducted on MCF7, T-47D, MDA-
MB-231 breast cancer cells and HepG2 liver cancer cells. Rapid cellular
internalization was observed, likely via folate receptor-mediated endocytosis.
Cytotoxicity assays demonstrated modest dark toxicity (IC50: 122.74-217.27
µg/mL after 24 hours) but significant phototoxicity upon 405 nm laser
irradiation, with 50% cytotoxicity achieved at half the IC50 concentration
across all cell lines. Mechanistic studies revealed apoptosis as the predominant
cell death mode, evidenced by morphological changes and decreased BCL-2
gene expression. Significantly increased Reactive-oxygen-species (ROS)
production in irradiated cells confirmed the photodynamic mechanism of
P@C-F. These findings highlight the potential of P@C-F nanocomposites in
enhancing PDT effectiveness through targeted delivery and controlled
activation. The study provides a strong foundation for future research,
including in vivo efficacy studies, treatment parameter optimization, and
exploration of combination therapies. By addressing limitations of conventional PDT, this novel nanocomposite system represents a promising
advancement in cancer treatment strategies, potentially offering improved
outcomes for cancer patients

تقدم هذه الدراسة تطوير وتقييم نظام نانوي مركب مبتكر للعلاج الضوئي الديناميكي الموجه (PDT) في سرطانات الثدي والكبد. يجمع هذا النهج الجديد بين جسيمات نانوية من الكيتوزان مغلفة بمادة فيوفوربيد-أ كمحسس ضوئي وحمض الفوليك كجزء موجه (P@C-F) لتعزيز انتقائية وفعالية العلاج الضوئي الديناميكي مع تقليل الآثار الجانبية على الأنسجة السليمة. تم تصنيع المركبات النانوية P@C-F عبر التجليد الأيوني، وتم توصيفها بشكل مكثف باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FT-IR)، والمجهر الإلكتروني النافذ (TEM)، ومطيافية الأشعة فوق البنفسجية والمرئية (UV-vis)، والكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء (HPLC)، وتحليل جهد زيتا. كشفت النتائج عن جسيمات نانوية كروية (20-30 نانومتر) ذات امتصاص قوي للضوء الأزرق (405 نانومتر) واستقرار غرواني عالٍ، مما يجعلها مثالية للامتصاص الخلوي والتنشيط الضوئي الديناميكي. أُجريت تقييمات شاملة في المختبر على خلايا سرطان الثدي MCF7 وT-47D وMDA-
MB-231 وخلايا سرطان الكبد HepG2. لوحظ امتصاص خلوي سريع، يُرجح أنه عبر الإدخال الخلوي بوساطة مستقبلات حمض الفوليك.
أظهرت فحوصات السمية الخلوية سمية معتدلة في الظلام (IC50: 122.74-217.27 ميكروغرام/مل بعد 24 ساعة)، ولكن سمية ضوئية كبيرة عند التعرض لأشعة ليزر بطول موجي 405 نانومتر، حيث بلغت السمية الخلوية 50% عند نصف تركيز IC50 في جميع خطوط الخلايا. كشفت الدراسات الآلية أن الاستماتة هي نمط موت الخلايا السائد، ويتضح ذلك من خلال التغيرات المورفولوجية وانخفاض التعبير الجيني لـ BCL-2. أكد الارتفاع الكبير في إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) في الخلايا المُشععة الآلية الديناميكية الضوئية لـ P@C-F. تُبرز هذه النتائج إمكانات مركبات P@C-F النانوية في تعزيز فعالية العلاج الضوئي الديناميكي من خلال التوصيل المُوجَّه والتنشيط المُتحكَّم به. تُوفِّر هذه الدراسة أساسًا متينًا للبحوث المستقبلية، بما في ذلك دراسات الفعالية في الجسم الحي، وتحسين معايير العلاج، واستكشاف العلاجات المُركَّبة. من خلال معالجة قيود العلاج الضوئي الديناميكي التقليدي، يُمثِّل هذا النظام النانوي المُركَّب الجديد تقدمًا واعدًا في استراتيجيات علاج السرطان، مما قد يُوفِّر نتائج أفضل لمرضى السرطان.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.