Αφηρημένο

Ιστορικό

Η σισπλατίνη είναι ένα ισχυρό αντικαρκινικό φάρμακο, αλλά η κλινική εφαρμογή του έχει περιοριστεί λόγω των ανεπιθύμητων φυσικοχημικά χαρακτηριστικά του και σοβαρές παρενέργειες. Καλύτερη φαρμακευτικά σκευάσματα για τη σισπλατίνη είναι πολύ επιθυμητά.

Μεθοδολογία /Principal Εκτίμηση

Στο παρόν, έχουμε αναπτύξει ένα σκεύασμα νανοσωματιδίων της σισπλατίνης με υψηλή απόδοση ενθυλάκωσης και μειωμένη τοξικότητα με τη χρήση σισπλατίνης-διασυνδεδεμένη καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη ( CMC) πυρήνας νανοσωματίδια κατασκευασμένα από πολυ (λακτίδιο-συν-γλυκολίδιο) -monomethoxy-πολυ (πολυαιθυλενογλυκόλη) συμπολυμερή (PLGA-mPEG). Τα νανοσωματίδια έχουν μέση διάμετρο περίπου 80 nm μετράται με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο (ΤΕΜ). Η αποτελεσματικότητα της ενθυλάκωσης της σισπλατίνης στα νανοσωματίδια είναι έως και 72%. Εν τω μεταξύ, έχουμε επίσης παρατηρήσει μια ελεγχόμενη απελευθέρωση της σισπλατίνης με παρατεταμένο τρόπο και την αποτελεσματικότητα της θεραπείας εξαρτάται από τη δόση της σισπλατίνης φορτωμένων νανοσωματίδια εναντίον κυττάρων IGROV1-CP. Επιπλέον, η μέση θανατηφόρος δόση (LD

50) του cisplatin φορτωμένων νανοσωματίδια ήταν πάνω από 100 mg /kg με ενδοφλέβια χορήγηση, η οποία ήταν πολύ υψηλότερη από εκείνη της ελεύθερης σισπλατίνης.

Συμπέρασμα

Αυτό που αναπτύχθηκε σισπλατίνη-φορτωμένο νανοσωματιδίων είναι μια πολλά υποσχόμενη σύνθεση για την παράδοση της σισπλατίνης, η οποία θα είναι μια αποτελεσματική θεραπευτική αγωγή του καρκίνου των ωοθηκών χωρίς σοβαρές παρενέργειες και αθροιστική τοξικότητα

Παράθεση:. Cheng L, Jin C , Lv W, Ding Q, Han X (2011) Ανάπτυξη ένα εξαιρετικά σταθερό PLGA-mPEG νανοσωματιδίων Φορτωμένο με σισπλατίνη για τη χημειοθεραπεία του καρκίνου των ωοθηκών. PLoS ONE 6 (9): e25433. doi: 10.1371 /journal.pone.0025433

Εκδότης: Martin W. Brechbiel, National Institutes of Health, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Ελήφθη: 28η Απριλίου του 2011? Αποδεκτές: 5 Σεπτέμβρη του 2011? Δημοσιεύθηκε: 26 Σεπτεμβρίου του 2011

Copyright: © 2011 Cheng et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Χρηματοδότηση:. Οι συγγραφείς Αναγνωρίζετε την υποστήριξη της Κίνας Διεθνές Ίδρυμα Επιστήμης και Τεχνολογίας συνεργασίας (2007DFC30306, https://www.cistc.gov.cn/), και το Ίδρυμα Τεχνολογίας Έργου επαρχία Zhejiang (2009C11122, https://www.zjkjt.gov.cn/html /index.htm). Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

Εισαγωγή έχουν

η σισπλατίνη βασίζεται σε θεραπευτικές αγωγές έχουν καθιερωθεί ως το πρότυπο χημειοθεραπεία πρώτης γραμμής για ασθενείς με καρκίνο των ωοθηκών από τα μέσα της δεκαετίας του 1980 [1] – [3]. Ωστόσο, η εφαρμογή της έχει περιορισθεί λόγω των σοβαρών παρενεργειών και αθροιστική τοξικότητα σε μείζονα όργανα όπως το ήπαρ, τους νεφρούς, την καρδιά και το νευρικό σύστημα με ενδοφλέβια χορήγηση [4] – [7]. Τα τελευταία χρόνια, έχουν πολυάριθμες νανο-μεγέθους φορείς φαρμάκου έχουν αναπτυχθεί για να ελαχιστοποιήσει τις παρενέργειες της σισπλατίνης και να ενισχύσει την αποτελεσματικότητά της κατά του όγκου μέσω των μορφών μικκυλίων όπως πολυ (ασπαρτικό οξύ) -πολυ (αιθυλενογλυκόλη) μικκύλια, λιποσώματα όπως πεγκυλιωμένα λιποσώματα και στερεά λιπιδικά νανοσωματίδια κατά τη διάρκεια της θεραπείας του καρκίνου [8] – [13]. Διαλυτό σύζευξης φαρμάκου-πολυμερούς έχουν επίσης αναπτυχθεί για να αυξηθεί η διαλυτότητα της σισπλατίνης. Τέτοια προϊόντα σύζευξης περιλαμβάνουν σισπλατίνη σύμπλοκα με πολυκαρβοξυλικά, πολυ (αμιδοαμίνες), δενδριμερή πολυαμιδοαμίνης και πολυακρυλικό αλυσίδες. Τα συστήματα αυτά μπορούν να μειώσουν την τοξικότητα και να επιτευχθεί ιδανική αποτελεσματικότητα της χημειοθεραπείας [14] – [16].

Πολυ (γαλακτικό-συν-γλυκολικό) οξύ (PLGA) μικροσωματίδια έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί για τη σισπλατίνη παγίδευση λόγω βιοσυμβατό και βιοαποικοδομήσιμων ιδιοτήτων [17], [18]. Αυγουστάκη K et al. έχουν αποδείξει ότι η ενδοφλέβια χορήγηση του PLGA-mPEG νανοσωματίδια φορτωμένα με αποτέλεσμα σισπλατίνη σε σημαντική παράταση της παρουσίας της σισπλατίνης στο αίμα των ποντικών [19]. Ωστόσο, η αποτελεσματικότητα εγκλεισμού σε κάψουλα της σισπλατίνης είναι ακόμη ελλιπής κατά την παρασκευή των PLGA-mPEG νανοσωματίδια φορτωμένα με σισπλατίνη. Γρυπάρης ΕΚ et al. [20] βρήκαν ότι εφαρμογή νανοσωματιδίων έχει τη δυνατότητα να διατηρήσει επαρκή ή περισσότερες συγκεντρώσεις σισπλατίνης για 2 εβδομάδες, αλλά σχετικά χαμηλή περιεκτικότητα σε PEG PLGA-mPEG μπορεί να προκαλέσει την αύξηση του μεγέθους των νανοσωματιδίων. Επιπλέον, είναι επιθυμητό να επιτευχθεί μια βιώσιμη απελευθέρωσης και επαρκή συγκέντρωση σισπλατίνης σε κλινικό περιβάλλον επειδή η συνεχής χορήγηση χαμηλής δόσης της σισπλατίνης είναι πιο αποτελεσματική στην επαγωγή της απόπτωσης από μία και μόνη έκθεση υψηλής δόσης της σισπλατίνης [21], [22].

Ο κύριος στόχος της παρούσας εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός καινοτόμου νανοσωματίδιο με υψηλή απόδοση ενθυλάκωσης και βιώσιμη απελευθέρωση της σισπλατίνης. Σε αυτό το σύστημα παροχής νανοσωματιδίων, d-αλφα τοκοφερόλη πολυαιθυλενογλυκόλη 1000 ηλεκτρική (TPGS) ως νέας αποτελεσματικό γαλακτωματοποιητή ευεργετικές για την ανθρώπινη υγεία έχει χρησιμοποιηθεί και οι βιοδιασπώμενα νανοσωματίδια PLGA-mPEG με πυρήνες CMC έχουν αναπτυχθεί. Εν τω μεταξύ, η αποτελεσματικότητα φόρτωσης και ενθυλάκωση σισπλατίνης έχουν επίσης προσδιοριστεί. Επιπλέον, η αντικαρκινική αποτελεσματικότητα των νανοσωματιδίων φορτωμένο με σισπλατίνη σε μοντέλο καρκίνου των ωοθηκών ποντικού έχει αξιολογηθεί. Εν κατακλείδι, η βελτιωμένη σύστημα χορήγησης σισπλατίνης παρέχει ένα ορθολογικό σχεδιασμό για πιθανή θεραπευτική εφαρμογή της σισπλατίνης για τον καρκίνο των ωοθηκών.

Αποτελέσματα

Ορθολογική σχεδίαση του CMC και TPGS να προετοιμαστούν PLGA-mPEG νανοσωματίδια με σισπλατίνη

είναι μια πρόκληση για να προετοιμάσει νανοσωματίδια φορτωμένα με σισπλατίνη με τη χρήση συμπολυμερών PLGA-mPEG λόγω των φυσικοχημικών ιδιοτήτων τους και των συνθηκών προετοιμασίας. Σε αυτή τη μελέτη, πραγματοποιήσαμε μια ορθολογικό σχεδιασμό των νανοσωματιδίων που περιέχουν σισπλατίνη προσαρμόζοντας τις συνθέσεις, το μέγεθος και το σχήμα. Πρώτον, συμπολυμερή PLGA-mPEG συντέθηκαν από λακτίδιο και γλυκολίδιο, παρουσία mPEG

5000, του οποίου η ομάδα υδροξυλίου μπορεί να κινήσει την πολυμερισμού ανοίγματος δακτυλίου του λακτιδίου και γλυκολιδίου. Η δομή του συμπολυμερούς συντίθεται ανιχνεύθηκε με

1 Η NMR σε ΟϋΟ

3, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1. Οι κορυφές στα 1,65 και 5,10 ppm ανήκαν στα πρωτόνια μεθίνης από (-CH) και μεθυλ (-CH

3) ομάδες των τμημάτων PLGA, ενώ οι κορυφές των πρωτονίων methene (-CH

2-) στα τμήματα PEG που βρίσκεται σε 3,65 ppm, και τις κορυφές των πρωτονίων methene (-COCH

2Ο-) που βρίσκεται στο 4,78 ppm ήταν η εκπροσώπηση των συζευγμένων τμημάτων του PLGA και mPEG έτσι ώστε δεν εντοπίστηκαν άλλες κορυφές. Το μόνο μία κορυφή σε GPC φάσμα (Σχήμα 2) αποκάλυψε την επιτυχή σύνθεση των συμπολυμερών PLGA-mPEG με υψηλή καθαρότητα. Ο δείκτης πολυδιασποράς (ΡΙ) σαν μέτρηση του πλάτους διανομής μοριακών βαρών ήταν 1,78. Με βάση την χρωματογραφία διεισδύσεως γέλης (GPC) και η αναλογία του

κορυφής 1Η περιοχές μεταξύ 5,10 και 3,65 ppm, το μέσο μοριακό βάρος του συντίθενται συμπολυμερή υπολογίστηκε ότι είναι 37.062, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2. Το ποσοστό βάρους του mPEG ήταν 13,5%.

οι κορυφές στα 1,65 και 5,10 ppm ανήκαν στα πρωτόνια μεθίνης από (-CH) και μεθυλ (-CH

3) ομάδες PLGA τμήματα, οι κορυφές των πρωτονίων methene (-CH

2-) στα τμήματα PEG που βρίσκεται σε 3,65 ppm, και οι κορυφές των πρωτονίων methene (-COCH

2Ο-) που βρίσκεται στο 4.78 ppm αντιπροσωπεύεται συζευγμένο τμήματα του PLGA και mPEG.

η

η κορυφή παριστάνεται το μέσο μοριακό βάρος του συντίθενται συμπολυμερή υπολογίστηκε ότι είναι 37062.

η

Δεύτερον, ένα τροποποιημένο μέθοδος εξάτμισης διαλύτη με βάση το νερό οργανικής φάσης-νερό (W /O /W) πολλαπλά γαλακτώματα συμπεριλαμβανομένης μια σχετικά απλή διαδικασία προετοιμασίας χρησιμοποιήθηκε για να βελτιώσει την αποτελεσματικότητα της ενθυλάκωσης του cisplatin σε νανοσωματίδια. Οι παρατηρούμενες χαρακτηριστικά των νανοσωματιδίων μπορεί να διαφέρουν σε μεγάλο βαθμό ανάλογα με τη συγκέντρωση CMC, τη συγκέντρωση TPGS και των μεταβλητών διεργασίες, συμπεριλαμβανομένης της διακόπτη της τάξης προσθήκη διαλύτη. Προκειμένου να επιτευχθεί η βέλτιστη συγκέντρωση CMC για υψηλή αποτελεσματικότητα εγκλεισμού σε κάψουλα, διερευνήθηκαν διαφορετικές ποσότητες προσθήκη CMC στην εσωτερική υδατική φάση του συστήματος διπλού γαλακτώματος. Η αποτελεσματική ενθυλάκωση της σισπλατίνης σε νανοσωματίδια ήταν υψηλότερη από ό, τι δεν ποσό της CMC, η οποία αποκάλυψε ο ρυθμός φόρτωσης και αποτελεσματικότητα της ενθυλάκωσης σισπλατίνης ήταν 3.88 και 70.9% (β /β), αντίστοιχα, όπως φαίνεται στον Πίνακα 1. Εντελώς 1,7 mg CMC σε συνδυασμό με 4 mg σισπλατίνης επελέγησαν ως η βέλτιστη εσωτερική υδατική φάση και η βέλτιστη συγκέντρωση για TPGS σαρώθηκε να είναι 0,035% (w /v).

η

όπως φαίνεται στον πίνακα 2, το μέσο μέγεθος των νανοσωματιδίων παρασκευασμένα φορτωμένο με σισπλατίνη κυμαίνονταν από 180 στα 210 nm, και ο ρυθμός φόρτωσης της σισπλατίνης ήταν 3.5 έως 4.2% (w /w). Η ΡΙ προσδιορίστηκε να είναι περίπου 0,3, το οποίο επέδειξε μία ομοιογενής κατανομή σε διάμετρο. CMC και PLGA-mPEG πολυμερή που ανατίθενται αρνητική ζ-δυναμικό με μέση τιμή -10,1 και -9,5 mV σε κενό νανοσωματίδια και σισπλατίνη-φορτωμένο νανοσωματίδια, αντίστοιχα. Δεν παρατηρήθηκε σημαντική διαφορά στο μέγεθος και ζ-δυναμικό των νανοσωματιδίων, με ή χωρίς σισπλατίνη. Το σχήμα 3 έδειξε τις αντιπροσωπευτικές εικόνες της εξωτερικής δομής των νανοσωματιδίων που εξετάστηκαν με ΤΕΜ. Οι περισσότεροι νανοσωματίδια έχουν σφαιρικό σχήμα με μικρότερες διαμέτρους από τις διαμέτρους προσδιορίστηκε με δυναμική σκέδαση φωτός. Η μορφολογία των νανοσωματιδίων με ή χωρίς σισπλατίνη αποκάλυψε δυσδιάκριτες ή παρόμοιες δομές

(Α) κενό νανοσωματίδια.? (Β) σισπλατίνη φορτωμένα νανοσωματίδια. Δείγματα υπέστησαν χρώση με 1% φωσφοβολφραμικό οξύ (50.000 χ).

Η

Τέλος, το προφίλ αθροιστική απελευθέρωση της σισπλατίνης από τα νανοσωματίδια μετρήθηκε με υψηλής απόδοσης υγρή χρωματογραφία (HPLC), όπως φαίνεται στο Σχήμα 4. Η μέθοδος αυτή δοκιμασία ήταν αρκετά ευαίσθητη για την μέτρηση της σισπλατίνης σε ένα ευρύ φάσμα συγκέντρωσης με όριο ανίχνευσης 0,31 ng /mL. Μια καμπύλη βαθμονόμησης ιδρύθηκε το κάθε πείραμα. Η κινητική απελευθέρωση της σισπλατίνης από τα νανοσωματίδια αποκάλυψε ένα σταθερό ρυθμό ελεγχόμενης απελευθέρωσης όπως την συνάρτηση του χρόνου. Ωστόσο, σταθερή απελευθέρωση του θα μπορούσε να επηρεαστεί από CMC-σισπλατίνη σύζευξη και βιοδιασπώμενα συμπολυμερή PLGA-MPEG. Ομοίως, όπως φαίνεται στο Σχήμα 4, η παγίδευση της σισπλατίνης σε νανοσωματίδια θα μπορούσαν να επιβραδύνουν σημαντικά το ρυθμό απελευθέρωσης της σισπλατίνης και, κατά συνέπεια, να οδηγήσει σε μια αρκετά σταθερή απελευθέρωση συναρτήσει του χρόνου.

Cisplatin απελευθερώνεται από νανοσωματίδια ως συνάρτηση του χρόνου επώασης σε διάλυμα χλωριούχου νατρίου /λίτρο 100 mmol στους 37 ° C.

η

Οξεία τοξικότητα του πυρήνα νανοσωματιδίων CMC

για να αξιολογηθεί η κυτταροτοξικότητα των νανοσωματιδίων χωρίς φόρτωση των φαρμάκων, την κυτταροτοξικότητα των νανοσωματιδίων στις δόσεις των 0.005, 0.02, 0.04 και 0.08 mg /mL δοκιμάστηκαν με τη χρήση των 96 φρεατίων σπάρθηκε με κύτταρα σε πυκνότητα 3000 κύτταρα /φρεάτιο. Οι καμπύλες ανάπτυξης των κυττάρων του ελέγχου και των ομάδων νανοσωματιδίων αγωγή ήταν παρόμοια, δείχνοντας ότι τα νανοσωματίδια στα συγκεντρώσεις που ελέγχθηκαν δεν εμφάνισαν προφανή τοξικότητα επί κυττάρων, όπως φαίνεται στο Σχήμα 5 (Α). Επιπλέον, το μέγιστο ποσό των νανοσωματιδίων (0,08 mg /mL) και η πυκνότητα των 3000 κυττάρων /φρεάτιο ήταν επίσης οι βέλτιστες συνθήκες για την αξιολόγηση της επίδρασης της σισπλατίνης φορτωμένων νανοσωματιδίων στην κυτταρική ανάπτυξη

in vitro

.

(Α) Σχετική βιωσιμότητα κυττάρου των κυττάρων IGROV1-CP εκτίθεται σε κενό νανοσωματιδίων για 72 ώρες με διάφορες δόσεις. αναστολή της ανάπτυξης (Β) Cell μετά από έκθεση σε ελεύθερη σισπλατίνη (γκρι ιστόγραμμα) και νανοσωματίδια σισπλατίνη φορτωμένα (μαύρο ιστόγραμμα) για 72 ώρες. Τα δεδομένα παρουσιάζονται ως μέση τιμή ± SD.

Η

Η αντικαρκινική δράση των ελεύθερων σισπλατίνη και σισπλατίνη-φορτωμένα νανοσωματίδια σε κύτταρα IGROV1-CP

in vitro

προσδιορίστηκε. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 5 (Β), δεν παρατηρήθηκε σημαντική διαφορά στην κυτταροτοξικότητα μεταξύ cisplatin φορτωμένα νανοσωματίδια και ελεύθερη σισπλατίνη στα συγκεντρώσεις που ελέγχθηκαν (

σ

& gt? 0,05). Η κυτταροτοξικότητα του τόσο ελεύθερη σισπλατίνη και σισπλατίνη νανοσωματιδίων φορτωμένων ήταν δοσοεξαρτώμενη. Ως εκ τούτου, PLGA-mPEG νανοσωματίδια μπορούν να συμβάλουν στην ελεγχόμενη ταχύτητα απελευθερώσεως της σισπλατίνης διατηρώντας παράλληλα την αντικαρκινική αποτελεσματικότητα της σισπλατίνης.

Προκειμένου να αξιολογηθεί για δυνητικούς κινδύνους τοξικότητας, οι ποντικοί ICR ενέθηκαν ενδοφλεβίως με σισπλατίνη νανοσωματιδίων φορτωμένων σε διάφορες δόσεις και η αλλαγή στο ποσοστό επιβίωσης των ποντικών εξετάσθηκε. Σε όλα τα επίπεδα δόσεων των δοκιμών, τα ποσοστά θανάτου μεταξύ των ομάδων αποκάλυψε μια σημαντική διαφορά κατά τη διάρκεια μιας περιόδου αναμονής 2 εβδομάδων (

σ

& lt? 0,05). Η θνησιμότητα της σισπλατίνης φορτωμένων νανοσωματιδίων στη δόση των 100 mg /kg (με βάση την σισπλατίνη) ήταν 40,0%, αλλά το ποσοστό θανάτου στην ομάδα 10 mg /kg σισπλατίνης θεραπεία φθάσει μέχρι και 62,5%. Δεν επιδείνωση της υγείας παρατηρήθηκε σε ποντικούς που υπέστησαν αγωγή με κενό νανοσωματίδια κατά τη διάρκεια της περιόδου παρατήρησης, και η συνολική συμπεριφορά των ποντικών που έλαβαν θεραπεία με σισπλατίνη νανοσωματιδίων φορτωμένων ή κενό νανοσωματίδια δεν εμφανίζουν προφανή διαφορά. Η LD

50 ήταν 8,6 mg /kg για την ελεύθερη σισπλατίνη και 103,4 mg /kg για σισπλατίνη φορτωμένα νανοσωματίδια, όπως φαίνεται στον Πίνακα 3. Ως εκ τούτου, σε σύγκριση με ελεύθερη σισπλατίνη, τα νανοσωματίδια φορτωμένα με σισπλατίνη μπορεί να προσφέρει περισσότερη ασφάλεια στην κλινική εφαρμογή .

η

προφίλ ασφάλειας του πυρήνα νανοσωματιδίων CMC στο IGROV1-CP ξενομοσχεύτηκε άτριχων ποντικών

για να τηρηθεί η τοξικότητα καθυστερήσει όργανο για τα ποντίκια μέσα σε ένα ορισμένο χρονικό διάστημα θεραπείας, τα κύρια όργανα συμπεριλαμβανομένων των καρδιακών , ήπατος, πνεύμονα, νεφρού και σπλήνας από BALB /c γυμνά ποντίκια χορηγείται με ελεύθερη σισπλατίνη και σισπλατίνη φορτωμένων νανοσωματίδια κόπηκαν και χρωματίστηκαν με ΤΕ. Αριθ προφανές ιστοπαθολογική μεταβολή παρατηρήθηκε στην καρδιά, τους πνεύμονες και σπλήνα της σισπλατίνης φορτωμένων νανοσωματίδια ποντίκια με αγωγή, όπως φαίνεται στο Σχήμα 6. Ωστόσο, παρατηρήθηκαν ηπατική νέκρωση και παθολογικές ατροφία του νεφρού σε ποντικούς που υπέστησαν αγωγή με ελεύθερη σισπλατίνη. Ομοίως, η χορήγηση της σισπλατίνης φορτωμένων νανοσωματίδια έως 3 mg /kg επί 5 διαδοχικές δόσεις δεν προκαλούν σημαντική παθολογική διαφορά στο ήπαρ και τους νεφρούς.

γυμνά αθυμικά ποντίκια που φέρουν IGROV1-CP ξενομοσχεύματα υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με αλατούχο διάλυμα ( έλεγχος), κενό νανοσωματίδια (NPs κενό), σισπλατίνη και σισπλατίνη φορτωμένα νανοσωματίδια (NPs-cp) στους πέντε δόσεις κάθε 4 ημέρες. Τα όργανα συμπεριλαμβανομένης της καρδιάς, των πνευμόνων, σπλήνα, ήπαρ και τους νεφρούς από τα ποντίκια που έλαβαν θεραπεία με αλατούχο έδειξαν στην πρώτη σειρά. Τα όργανα από τα ποντίκια που έλαβαν θεραπεία με κενό νανοσωματίδια δείχθηκαν στη δεύτερη σειρά. Τα όργανα από τα ποντίκια που έλαβαν θεραπεία με ελεύθερη σισπλατίνη δείχθηκε στην τρίτη σειρά. Τα όργανα από τα ποντίκια που έλαβαν θεραπεία με σισπλατίνη νανοσωματιδίων φορτωμένων παρουσιάστηκαν στην τέταρτη σειρά.

Η

Για να αξιολογηθεί η επίδραση της σισπλατίνης φορτωμένων νανοσωματιδίων στην απόπτωση, τομές ιστών όγκου χρωματίστηκαν με TUNEL για την αξιολόγηση κατακερματισμού του DNA. Καταμέτρηση των αποπτωτικών πυρήνων (περίπου 200 κύτταρα μετρήθηκαν) έγινε στις διαφάνειες πήρε τυχαία από δύο ανεξάρτητους πειραματιστές. Ένα σύμπλεγμα αποπτωτικών σωμάτων δόθηκαν ως ενιαία αρίθμηση, και αποπτωτικών μετράει σε διαφορετικές ομάδες θεραπείας παρουσιάζεται στο Σχήμα 7 (Α). Ξενομοσχεύματα που έλαβαν θεραπεία με σισπλατίνη νανοσωματιδίων φορτωμένων αποκάλυψαν υψηλότερα επίπεδα αποπτωτικού από τους μάρτυρες (φυσιολογικός ορός και κενό νανοσωματίδια,

ρ

& lt? 0,05). Παρόλο που οι συνολικές μετρήσεις των αποπτωτικών κυττάρων σε όγκους που έλαβαν θεραπεία με σισπλατίνη φορτωμένα νανοσωματίδια ήταν ελαφρώς υψηλότερες από εκείνες σε όγκους που έλαβαν θεραπεία με τα συμβατικά σισπλατίνη, δεν παρατηρήθηκε σημαντική διαφορά σε συνολικές μετρήσεις των αποπτωτικών κυττάρων και στις δύο ομάδες θεραπείας παρατηρήθηκε, όπως φαίνεται στο Σχήμα 7 (Β) (

σ

& gt? 0,05)

(Α) Μικροσκοπική αξιολόγηση της απόπτωσης όγκου με χρώση TUNEL.. Αθυμικά ποντίκια που φέρουν IGROV1-CP ξενομοσχεύματα υποβλήθηκαν σε αγωγή με αλατούχο (έλεγχος), κενό νανοσωματίδια (NPs κενό), σισπλατίνη και σισπλατίνη φορτωμένα νανοσωματίδια (NPs-cp) στους πέντε δόσεις. (Β) Οι μέσες αποπτωτικά μετρήσεις των κυττάρων υπολογίστηκαν με βάση την χρώση TUNEL. Αθυμικά ποντίκια που φέρουν IGROV1-CP ξενομοσχεύματα σε επεξεργασία όπως περιγράφεται στο (Α).

Η

αποτελεσματικότητα Θεραπεία

in vivo μελέτες

Η αποτελεσματικότητα της θεραπείας της σισπλατίνης φορτωμένων νανοσωματίδια για ξενομοσχεύματος κυττάρου IGROV1-CP σε BALB /c εκτιμήθηκε γυμνούς ποντικούς. Μετά ο μέσος όγκος των όγκων ήταν μέχρι 100-130 mm

3, τα ποντίκια που φέρουν όγκο χωρίστηκαν σε τέσσερις ομάδες (n = 8) με ελάχιστη διαφορά στο βάρος και το μέγεθος των όγκων μεταξύ των ομάδων. Επιπλέον, τα ποντίκια υποβλήθηκαν σε αγωγή με ακόλουθα δοσολογικά σχήματα, συμπεριλαμβανομένων φυσιολογικού ορού, νανοσωματίδια χωρίς σισπλατίνη, ελεύθερη σισπλατίνη και σισπλατίνη νανοσωματιδίων φορτωμένων κάθε τέσσερις ημέρες. Η δόση των θεραπειών που βασίζονται σισπλατίνη ήταν 3 mg /kg σωματικού βάρους.

Το μέγεθος του όγκου, το σωματικό βάρος και το ποσοστό επιβίωσης των ποντικών στη συνέχεια παρακολουθείται για 21 ημέρες μετά την έναρξη της αγωγής. Ο μέσος όγκος του όγκου στο τέλος της περιόδου θεραπείας ήταν 209 ± 25 mm

3 σε θεραπεία με αλατούχο ορό ομάδα, και 213 ± 19 mm

3 σε κενό ομάδα νανοσωματιδίων-θεραπεία, όπως φαίνεται στο Σχήμα 8 (Α) . Ωστόσο, στην ομάδα σισπλατίνη αγωγή, ο τελικός μέσος όγκος του όγκου ήταν 166 ± 16 mm

3, η οποία ήταν σημαντικά μικρότερη από ότι σε θεραπεία με αλατούχο ορό ομάδων με ανάλυση ANOVA σε διάστημα εμπιστοσύνης 95%. Σε σύγκριση με την ομάδα σισπλατίνη-θεραπεία, μια ελαφρά μείωση του μεγέθους του όγκου σε σισπλατίνη-φορτωμένο νανοσωματίδια θεραπεία ομάδας με μέσο μέγεθος του όγκου των 146 ± 19 mm

3 στο τέλος της περιόδου θεραπείας. Ένας πιθανός λόγος ήταν ότι η επακόλουθη ενδοκυτταρική χορήγηση cisplatin μπορεί να παρεμποδιστεί από mPEG τροποποίηση των νανοσωματιδίων, η οποία δεν παρουσιάζουν σημαντική συμβολή στη μείωση του όγκου. Στο τέλος της περιόδου αγωγής (ημέρα 21), τα ποσοστά επιβίωσης των ποντικών στην ομάδα που νανοσωματίδια επεξεργασμένο σισπλατίνη-φορτωμένο, σισπλατίνη αγωγή ομάδα, κενό νανοσωματίδια αγωγή ομάδα και θεραπεία με αλατούχο ορό ομάδα ήταν 87.5, 62.5, 75 και 75 %, αντίστοιχα, όπως φαίνεται στο σχήμα 8 (Β). Η διαφορά στα ποσοστά επιβίωσης από τέσσερις ομάδες πρότειναν ότι η σισπλατίνη-φορτωμένο νανοσωματίδια ήταν πολύ ασφαλέστερο από την ελεύθερη σισπλατίνη. Τα σωματικά βάρη των ποντικών εμφάνισε μια βαθμιαία μείωση ξεκινώντας από τη δεύτερη δόση, αν και δεν παρατηρήθηκε σημαντική διαφορά σε τέσσερις ομάδες, όπως φαίνεται στο Σχήμα 8 (C).

(Α) Επίδραση ελεύθερη σισπλατίνη (3 mg /kg) και νανοσωματίδια σισπλατίνη φορτωμένα (NPS-cp, 3 mg /kg με βάση την σισπλατίνη) στην ανάπτυξη όγκου σε αθυμικούς ποντικούς που φέρουν ξενομοσχεύματα με κύτταρο IGROV1-CP. Οι ποντικοί χορηγήθηκαν με έτοιμα σκευάσματα σε διαστήματα 4 ημερών στη συνολική περίοδο θεραπείας των 21 ημερών. αλατούχο διάλυμα χρησιμοποιήθηκε ως ομάδα ελέγχου, και η επίδραση του τυφλού νανοσωματιδίων (τυφλό NPS) επιβεβαιώθηκε επίσης. Τα δεδομένα παρουσιάζονται ως μέσες ± SD (η = 8 κατά την έναρξη του πειράματος). (Β) ποσοστό επιβίωσης του φέρουν όγκο αθυμικά ποντίκια που έλαβαν θεραπεία με σισπλατίνη (3 mg /kg), η NPS-CP (3 mg /kg με βάση την σισπλατίνη), κενό ΣΔ και αλατούχο διάλυμα (έλεγχος). μεταβολή του βάρους (C) Φορέας ως ο χρόνος θεραπείας του IGROV1-CP ποντίκια που φέρουν όγκο. Μπαρ αναφέρεται τυπικές αποκλίσεις.

Η

Συζήτηση

φυσικοχημικά χαρακτηριστικά της σισπλατίνης, όπως η κακή διαλυτότητα στο νερό (1 mg /mL), υψηλή συγγένεια δέσμευσης με τις πρωτεΐνες του πλάσματος και ικανότητα αποδόμησης, μπορεί να περιορίσει η θεραπευτική αποτελεσματικότητα της σισπλατίνης. εμπόδια σισπλατίνη με βάση την κλινική εφαρμογή της μπορεί να επιλυθούν με τη χρήση βιοδιαθέσιμο πολυμερικά νανοσωματίδια. Επί του παρόντος, ορισμένα είδη νανοσωματίδια παρασκευάζονται από πολυ (γαλακτίδιο) -monomethoxy-πολυ (αιθυλενογλυκόλης) (PLA-mPEG) και PLGA-mPEG συμπολυμερή απέκτησαν αυξημένη προσοχή. Το σκεπτικό αυτής της μελέτης είναι να αυξηθεί η αποτελεσματικότητα φόρτωσης και ενθυλάκωση της σισπλατίνης με νανοσωματίδια, βελτιώνοντας έτσι τη σταθερότητα της σισπλατίνης. TPGS μπορεί επίσης να παρέχει μια ασφαλή εναλλακτική λύση πολυβινυλαλκοόλης (PVA) ή άλλα πρόσθετα για τη βελτίωση της προετοιμασίας του ομοιόμορφου νανοσωματιδίων από παρτίδα σε παρτίδα.

χρησιμοποιώντας τροποποιημένα W /O /W μέθοδος διπλού γαλακτώματος που αναπτύχθηκε από Γρυπάρη ΕΚ κ.ά. . [20], έχουμε αναπτύξει μια νέα έννοια του «πυρήνα-CMC cisplatin-διασταυρούμενης σύνδεσης» που μπορεί να ενισχύσει σημαντικά την αποτελεσματικότητα φόρτωση της σισπλατίνης. Κατά τη διάρκεια της δημιουργίας σταυροειδών δεσμών του CMC, χλωριούχο ιόν σε σισπλατίνη μπορεί να ανταλλάξει ιόντα υδρογόνου με CMC σε νερό για να σχηματίσει ένα σύμπλοκο. Λόγω της συγκράτησης του συγκροτήματος στην πρωτογενή φάση γαλακτώματος, η σισπλατίνη μπορεί να φορτωθεί μέσα στα νανοσωματίδια κατασκευασμένα από υδρόφοβες PLGA με αλυσίδες υδρόφιλων μεθοξυ πολυαιθυλενογλυκόλη. Η αποτελεσματικότητα φόρτωσης σισπλατίνη έχει βελτιωθεί σε 3,9 ± 0,3% (w /w) και η αποτελεσματικότητα της ενθυλάκωσης είναι μέχρι και 70,9 ± 2,6%. Επιπλέον, δεν υπάρχουν αναφορές που σχετίζονται με την εφαρμογή των πολυμερών CMC ως στρατηγική για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας φορτώσεως της σισπλατίνης. Ως εκ τούτου, η σισπλατίνη-φορτωμένο νανοσωματίδια θα πρέπει να είναι οι αποτελεσματικοί φορείς χορήγησης φαρμάκων για τη σισπλατίνη

in vivo μελέτη

.

Η υψηλή αποτελεσματικότητα της ενθυλάκωσης της σισπλατίνης είναι επίσης εν μέρει λόγω της εφαρμογής της TPGS γαλακτωματοποιητή σε coordination- που προκαλείται από το σχηματισμό νανοσωματιδίων. TPGS είναι διαφορετική από προηγουμένως αναφερθεί PVA, χολικό νάτριο ή άλλοι γαλακτωματοποιητές [17], [20]. TPGS, ένα υδατοδιαλυτό παράγωγο της φυσική βιταμίνη Ε, χρησιμοποιείται συνήθως σε φαρμακευτικές και nutraceutical σκευάσματα. Σε αυτή τη μελέτη, έχουμε δημιουργήσει με επιτυχία ομοιογενές νανοσωματιδίων με τη βοήθεια της TPGS. Δεν συντρίμμια και συσσώρευση στις ομοιογενείς νανοσωματίδια παρατηρήθηκαν με ΤΕΜ. Μονοδιασποράς σταγονίδια γαλακτώματος ευνοεί συνένωση χωρίς TPGS, και τα νανοσωματίδια είναι δύσκολο να σχηματιστεί. Εδώ, TPGS χρησιμοποιείται με την ελπίδα να εκτοπίσει παραπάνω γαλακτωματοποιητές και να αποφευχθεί η ταλαιπωρία την απομάκρυνσή τους.

Κατά την αξιολόγηση της βιωσιμότητας των κυττάρων και την αποτελεσματικότητα της θεραπείας των έτοιμοι σισπλατίνη-φορτωμένο νανοσωματίδια, η βιωσιμότητα των κυττάρων IGROV1-CP επωάζονται με ελεύθερη σισπλατίνη στο εύρος συγκέντρωσης 8-24 μΜ για τρεις ημέρες επέδειξαν μία μείωση από 79,6% σε 14,8%, ενώ η βιωσιμότητα των κυττάρων που έλαβαν θεραπεία με σισπλατίνη νανοσωματιδίων ενκαψουλωμένη αποκάλυψε μια μείωση από 76,9% σε 10,8%. Επιπλέον, οι σισπλατίνη φορτωμένα νανοσωματίδια ανέστειλε αποτελεσματικά την ανάπτυξη του όγκου σε γυμνά ποντίκια, σε σύγκριση με ελεύθερη σισπλατίνη στην ίδια δόση, γεγονός που υποδηλώνει ότι τα νανοσωματίδια δεν διέκοψε αντικαρκινική αποτελεσματικότητα της σισπλατίνης

in vivo

. δοκιμασία TUNEL επιβεβαίωσε επίσης την αυξημένη αποτελεσματικότητα της σισπλατίνης φορτωμένων νανοσωματιδίων στην αναστολή όγκου. Εν τω μεταξύ, ιστοπαθολογική εξέταση αποκάλυψε ηπατική νέκρωση και ατροφία στο νεφρό στην ομάδα που υποβλήθηκε σε επεξεργασία με ελεύθερη σισπλατίνη, αλλά αυτά τα είδη των ιστοπαθολογικών μεταβολών δεν παρατηρήθηκαν στις ομάδες που έλαβαν θεραπεία με σισπλατίνη φορτωμένα νανοσωματίδια. Επιπλέον, άλλα σημαντικά όργανα όπως η καρδιά, σπλήνα και τον πνεύμονα δεν αποκάλυψε ανωμαλίες ούτε. Ετσι, ο πυρήνας-CMC σισπλατίνη διασταυρωμένο νανοσωματίδια θα πρέπει να είναι πολύ ασφαλέστερο και υψηλότερη αποτελεσματικότητα από την ελεύθερη σισπλατίνη κατά τη διάρκεια της θεραπείας του καρκίνου.

Για να κατανοήσουμε περαιτέρω τις παρενέργειες της σισπλατίνης φορτωμένων νανοσωματίδια, δυναμικό οξεία τοξικότητα της σισπλατίνης με επιβάρυνση νανοσωματίδια αξιολογήθηκε επίσης. ποντικοί ICR ενέθηκαν ενδοφλεβίως με 0.8 κ.εκ. cisplatin φορτωμένων νανοσωματίδια στις συγκεντρώσεις σισπλατίνης 1,0, 1,5, 2,0, 2,5 και 3,0 mg /mL, αντίστοιχα, και το ποσοστό επιβίωσης των ποντικών εξετάσθηκε. Όπως αναμενόταν, η LD

50 σισπλατίνης φορτωμένων νανοσωματίδια αποκάλυψε 12 φορές υψηλότερη από εκείνη της ελεύθερης σισπλατίνης. Συγκρίνοντας το συνολικό ποσοστό επιβίωσης, ποντικοί BALB /c έδειξαν μεγαλύτερη ανοχή σε νανοσωματίδια σισπλατίνη φορτωμένα από την ελεύθερη σισπλατίνη, η οποία έδειξε ότι η σισπλατίνη-φορτωμένο νανοσωματίδια είχαν μεγαλύτερη ασφάλεια από την ελεύθερη σισπλατίνη στο κατάσταση της δόσης σχετικά υψηλή χορήγηση.

Σε γενικές γραμμές, η σισπλατίνη-φορτωμένο νανοσωματίδια έχουν επιτυχώς σχεδιαστεί και να προετοιμαστεί. έχουν σφαιρικά σωματίδια και στενή κατανομή μεγέθους έχουν χαρακτηριστεί. Παρατεταμένη απελευθέρωση της σισπλατίνης σε διάστημα πέντε ημερών από PLGA-mPEG νανοσωματίδια

in vitro

παρατηρήθηκε. Ως εκ τούτου, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι τα νανοσωματίδια έχουν σημαντική συνεισφορά στην ελεγχόμενη απελευθέρωση της σισπλατίνης και δεν βλάπτουν την αποτελεσματικότητα της θεραπείας της σισπλατίνης. Τα ευρήματά μας παρέχουν περαιτέρω εκτίμηση της σισπλατίνης φορτωμένων νανοσωματίδια ως νέου θεραπεία του καρκίνου. Ωστόσο, προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η αντικαρκινική δράση της σισπλατίνης φορτωμένων νανοσωματίδια, είναι απαραίτητο για την περαιτέρω βελτιστοποίηση της δόσης και το καθεστώς χορήγησης της ένεσης.

Οι τρέχουσες στρατηγικές, ειδικά για την κατασκευή τέτοιων νανοσωματιδίων, εμπλέκονται παρασκευή πολλών σταδίων. Ως αποτέλεσμα, η διαδικασία είναι μια εγγενώς αναποτελεσματική σύστημα, το οποίο μπορεί να μην είναι εύκολα επεκτάσιμη και μπορεί να οδηγήσει σε παρτίδα σε παρτίδα παραλλαγής. Στο εργαστήριο μας, έχουμε αναπτύξει μια νέα μέθοδο για την παρασκευή νανοσωματιδίων με παρτίδα σε παρτίδα ομοιομορφία. Είναι ένα απλό, επεκτάσιμο, αποτελεσματική και ελεγχόμενη σύστημα χρησιμοποιώντας καλά σχεδιασμένη στρατηγική συνθέσεως μας. proof-of-concept μας

in vitro

και

in vivo

αξιολόγηση δείχνει ότι η σύνθεση νανοσωματιδίων PLGA-mPEG είναι ένα δυναμικό σύστημα χορήγησης σισπλατίνης για τη θεραπεία του καρκίνου των ωοθηκών.

Υλικά και μέθοδοι

Υλικά