Abstract

Μία μέθοδος για τη βελτίωση της θεραπείας του καρκίνου είναι η χρήση των φαρμάκων νανοσωματιδίων ενεργοποιηθεί με συνδέτες στόχευσης που αναγνωρίζουν υποδοχείς που εκφράζονται επιλεκτικά από τα κύτταρα του όγκου. Στη θεωρία όπως συνδέτες στόχευσης θα πρέπει να παραδώσει το φάρμακο ειδικώς νανοσωματιδίων στον όγκο, αυξάνοντας τη συγκέντρωση του φαρμάκου στον όγκο και την παράδοση του φαρμάκου στο σημείο δράσης του εντός του ιστού του όγκου. Ωστόσο, η διαρροή αγγείωση των όγκων σε συνδυασμό με μια φτωχή λεμφικό σύστημα επιτρέπει την παθητική συσσώρευση, και μετέπειτα διατήρησης, των υλικών nanosized σε όγκους. Επιπλέον, ένας μεγάλος μέγεθος των νανοσωματιδίων μπορούν να εμποδίσουν τη διείσδυση του όγκου. Ως εκ τούτου, ο ρόλος των ενεργών στοχεύουν στην παράδοση των νανοσωματιδίων είναι αμφιλεγόμενη, και είναι δύσκολο να προβλεφθεί πώς μια στοχευμένη νανοσωματίδιο φαρμάκου θα συμπεριφερθεί

in vivo

. Εδώ αναφέρουμε

in vivo

μελέτες για α

νβ

6 ειδικές H2009.1 πεπτίδιο στοχευμένες λιποσωμική δοξορουβικίνη, η οποία αυξήθηκε λιποσωματική παράδοση και την τοξικότητα για τον καρκίνο του πνεύμονα κυττάρων

in vitro

. Εμείς συστηματικά ποικίλη συγγένεια συνδέτη, πυκνότητα προσδέματος, προσδέματος σταθερότητα, δοσολογία λιποσωμάτων, και μοντέλα όγκων για την αξιολόγηση του ρόλου των ενεργών στόχευση των λιποσωμάτων σε α

νβ

6. Σε άμεση αντίθεση με τις

in vitro

αποτελέσματα, δείχνουμε καμία διαφορά στην

in vivo

στόχευση ή την αποτελεσματικότητα για H2009.1 τετραμερή πεπτιδίου λιποσωμική δοξορουβικίνη, σε σύγκριση με τον έλεγχο και το πεπτίδιο δεν λιποσώματα πεπτιδίου. Εξετάζοντας συσσώρευση λιποσωμάτων και διανομή εντός του όγκου δείχνει ότι το λιπόσωμα και όχι το πεπτίδιο H2009.1, οδηγεί συσσώρευση όγκου, και ότι και οι δύο στοχεύουν H2009.1 και άστοχα λιποσώματα παραμένουν σε περιαγγειακή περιοχές, με μικρή διείσδυση του όγκου. Έτσι H2009.1 στοχευμένες λιποσώματα αποτυγχάνουν να βελτιώσουν την αποτελεσματικότητα του φαρμάκου, επειδή η πλατφόρμα λιποσωμάτων φάρμακο προλαμβάνει το πεπτίδιο H2009.1 τόσο από την ενεργό στόχευση του όγκου και δεσμευτική για τα καρκινικά κύτταρα σε όλο τον ιστό του όγκου. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιώντας μία υψηλή συγγένεια και υψηλή ειδικότητα συνδέτη στόχευσης μια υπερ-εκφράζεται βιοδείκτη όγκου δεν εγγυάται αυξημένη αποτελεσματικότητα ενός λιποσωμικού φαρμάκου. Τα αποτελέσματα αυτά υπογραμμίζουν την πολυπλοκότητα του

in vivo

στόχευση

Παράθεση:. Gray BP, McGuire MJ, Μπράουν KC (2013) Μια λιποσωματικού φαρμάκου Πλατφόρμα Υπερβάσεις των πεπτιδίων ρίζας Στόχευση σε Καρκίνος βιοδεικτών, ανεξάρτητα από συνδέτη συγγένεια ή την πυκνότητα. PLoS ONE 8 (8): e72938. doi: 10.1371 /journal.pone.0072938

Συντάκτης: Stephanie Filleur, Texas Tech University Κέντρο Επιστημών Υγείας, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Ελήφθη: May 31, 2013? Αποδεκτές: 14, Ιούλ, 2013? Δημοσιεύθηκε: 23 του Αυγούστου 2013

Copyright: © 2013 Gray 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:. Αυτό το έργο χρηματοδοτήθηκε από την Welch Ίδρυμα επιχορήγηση # I-1622 και τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας /Εθνικό Ίδρυμα Καρκίνου (NCI) επιδότηση # 1R01CA164447 (σε KCB). BPG υποστηρίχθηκε από μια υποτροφία από το Cancer Research και Πρόληψης Ινστιτούτο του Τέξας (RP 101 496). Οι κοινόχρηστοι πόροι απεικόνιση της UT Southwestern υποστηρίζεται εν μέρει από μια επιχορήγηση υποστήριξης NCI στο Harold Simmons Κέντρο Καρκίνου (P30 CA142543). 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

ο καρκίνος είναι η πρώτη αιτία θανάτου στον κόσμο, και ο αριθμός των θανάτων που σχετίζονται με τον καρκίνο αναμένεται να αυξηθεί κατά τις επόμενες δεκαετίες [1]. Ένα παράδειγμα για τη βελτίωση της θεραπείας του καρκίνου είναι η ανάπτυξη της στόχευσης θεραπείες που χρησιμοποιούν συνδέτες όγκου-ειδικά για να παραδώσει επιλεκτικά φάρμακα σε καρκινικά κύτταρα, αυξάνοντας έτσι τη συσσώρευση του φαρμάκου στον όγκο και η μείωση των ανεπιθύμητων τοξικοτήτων από συσσώρευση του φαρμάκου σε άλλες περιοχές του σώματος. Όγκου-ειδικών συνδετήρων συσσωρεύονται επιλεκτικά σε όγκους λόγω ειδικότητα για ένα υποδοχέα που εκφράζεται εκλεκτικά από τα κύτταρα του όγκου ή όγκο αγγείωση (και όχι εκφράζεται από φυσιολογικά κύτταρα). φάρμακα νανοσωματιδίων είναι ιδιαίτερα ελκυστικές για χρήση με συνδετήρες όγκου-ειδικά λόγω ενθυλάκωση του φαρμάκου μέσα σε ένα νανοσωματιδίων, η οποία εμποδίζει δραστικότητας του φαρμάκου μέχρι την απελευθέρωση του από νανοσωματιδίου και μπορεί να αυξήσει το χρόνο κυκλοφορίας του αίματος.

πεγκυλιωμένη λιποσωμιακή δοξορουβικίνη (DOXIL ® /Caelyx®) ήταν ο πρώτος νανοσωματίδιο κλινικά εγκριθεί για τη θεραπεία του καρκίνου. DOXIL® είναι περίπου 100 nm σε μέγεθος, περιέχει το ανθρακυκλίνης χημειοθεραπευτικό δοξορουβικίνη [2], και επί του παρόντος εγκριθεί για τη θεραπεία του καρκίνου των ωοθηκών [3], του πολλαπλού μυελώματος [4], και το σάρκωμα Kaposi [5] τόσο στις Ηνωμένες Πολιτείες και Ευρώπη και για χρήση σε ασθενείς με καρκίνο του μαστού στην Ευρώπη [6]. Πολυάριθμες κλινικές δοκιμές που περιελάμβαναν το φάρμακο βρίσκονται σε εξέλιξη, συμπεριλαμβανομένων των δοκιμών σε ασθενείς με μη-μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα (NSCLC) [7]. Λόγω της κλινική επιτυχία του DOXIL®, οι περισσότεροι συνδέτες στόχευσης συζευγμένο με νανοσωματίδια για στοχευμένη παροχή φαρμάκου έχουν συζευχθεί με λιποσωματική ντοξορουμπικίνη μορφές. Και οι δύο συνδέτες αντίσωμα και το πεπτίδιο στόχευσης έχουν χρησιμοποιηθεί για την αύξηση της αποτελεσματικότητας και τη μείωση της τοξικότητας της λιποσωματικής ντοξορουμπικίνης με την ενεργό στόχευση όγκου και καρκινικών κυττάρων αγγείωση [8-25]. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον, αντι-HER2 λιποσωμική δοξορουβικίνη και αντι-ΕΟΡΚ λιποσωμικά σκευάσματα δοξορουβικίνης είναι σε κλινικές δοκιμές Φάσης Ι [26,27]. Επιπλέον, λιποσωμική δοξορουβικίνη συζευγμένο με ένα πεπτίδιο παράγωγο της αγγείωσης του όγκου στόχευση NGR πεπτίδιο [28] έχει προετοιμαστεί για πιθανές κλινικές δοκιμές μέλλον από την προετοιμασία, χρησιμοποιώντας ορθές παρασκευαστικές πρακτικές (GMP) [29].

Μεταξύ των πολλών πλεονεκτήματα από τη χρήση λιποσωματικής ντοξορουμπικίνης για στόχευση θεραπειών είναι η υψηλή φαρμάκου προς στόχευση αναλογία συνδέτη εξαιτίας των χιλιάδων μορίων δοξορουβικίνης παγιδεύονται μέσα σε κάθε λιπόσωμα. Επιπλέον, πεγκυλιωμένη λιποσωμιακή δοξορουβικίνη απολαμβάνει μακρά

in vivo

χρόνους κυκλοφορίας [30], για την παράταση του χρόνου συνδέτες στόχευσης έχουν να παραδώσει το φορτίο τους στον όγκο. Ένας σημαντικός παράγοντας που συμβάλλει στην λιποσωμική αποτελεσματικότητα του φαρμάκου είναι η παθητική συσσώρευση των νανοσωματιδίων στον όγκο μέσω της ενισχυμένης διαπερατότητας και κατακράτησης (EPR) αποτέλεσμα [31]. Σε αντίθεση με την αγγείωση των φυσιολογικών ιστών, αγγειακού συστήματος του όγκου είναι ακανόνιστη και διαταραγμένο. Νανο-μεγέθους σωματίδια μπορεί να διαφύγει μέσω αυτού του αγγειακού συστήματος διαρροής στον περιβάλλοντα ιστό του όγκου και στη συνέχεια διατηρείται εντός του όγκου, λόγω των φτωχών λεμφικό συστήματα αποχέτευσης των όγκων. Έτσι συσσώρευση όγκου λιποσωμάτων συνδέτη στόχευσης εξαρτάται όχι μόνο από το ειδικό πρόσδεμα στόχευσης, αλλά και σε EPR με γνώμονα επιδράσεις. Ο ρόλος των δραστικών στόχευσης στην παράδοση των νανοσωματιδίων στους όγκους είναι αμφιλεγόμενη [32-36].

Μελέτες με στοχευμένα λιποσώματα έχουν δείξει δύο μηχανισμούς για τη βελτίωση της συσσώρευσης του φαρμάκου όγκου, τα οποία αμφότερα οδηγούν σε επιθυμητά θεραπευτικά αποτελέσματα. Κάποια λιποσώματα πεπτίδιο-στοχευμένη, ιδίως εκείνων που στοχεύουν στην αγγείωση του όγκου, συμπεριλαμβανομένων των NGR-λιποσώματα, παρέχουν περισσότερη doxorubicin στους όγκους από τους μη-στοχευόμενα λιποσώματα [9,16], γεγονός που υποδηλώνει ότι οι στοχευμένες λιποσώματα που συσσωρεύεται στον όγκο με βάση δύο το πεπτίδιο που στοχεύουν ικανότητες και το EPR αποτέλεσμα. Άλλες αντίσωμα στόχευση συνθέσεις λιποσωμάτων, συμπεριλαμβανομένων των αντι-ΗΕΚ2 και αντι-EGFR λιποσώματα, συσσωρεύονται στον όγκο σε επίπεδα παρόμοια με μη-στοχευόμενα λιποσώματα. Ωστόσο, σε αντίθεση με τα μη στοχευόμενα λιποσώματα, αυτές οι στοχευμένες λιποσώματα εσωτερικεύουν σε καρκινικά κύτταρα και εμφανίζουν καλύτερη κατανομή καθ ‘όλη τη καρκινικό ιστό [37,38]. Ενώ ο συνδετήρας στόχευσης δεν υπερισχύει το EPR επίδραση οδήγησης συσσώρευση όγκου αυτών των λιποσωμικών σκευασμάτων, η αλλαγμένη θέση του φαρμάκου στην θέση δράσης στο εσωτερικό των κυττάρων του όγκου αυξάνει την αποτελεσματικότητα. Λόγω της EPR αποτέλεσμα και τη διαφορετική δομή αγγείωσης του κάθε όγκου, είναι δύσκολο να προβλεφθεί πώς μια μη δοκιμασμένη σκεύασμα στόχευση λιποσωμάτων θα συσσωρεύονται σε όγκους και να επηρεάσει την ανάπτυξη του όγκου.

περιγράφηκε πρόσφατα την ανάπτυξη του πεπτιδίου στοχευμένων λιποσωματικής ντοξορουμπικίνης σκευάσματα ειδικά για τα περιοριστικά εκφράζονται α υποδοχέα

νβ

6 [39]. Οι ιντεγκρίνης α

νβ

6 αναδύεται ως ένα ιδανικό στόχο τον καρκίνο? εκφράζεται από μια ποικιλία καρκίνων του επιθηλίου [40-50] και μόνο σπανίως εκφράζεται σε φυσιολογικό ιστό [51]. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η επικράτηση της α

νβ

6 στον καρκίνο του πνεύμονα, ο αριθμός ένα δολοφόνος καρκίνου τόσο των ανδρών όσο και των γυναικών [1]. Περισσότεροι από τους μισούς ασθενείς μη μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα (NSCLC) όγκοι εκφράζουν α

νβ

6, και η έκφραση ιντεγκρίνης είναι «ενεργοποιημένη» κατά τα πρώτα στάδια του NSCLC καρκινογένεσης και παραμένει αυξημένη σε όλη την εξέλιξη της νόσου [52].

Έχουμε εντοπίσει και στη συνέχεια να βελτιστοποιηθεί η α

νβ

6-ειδικό πεπτίδιο, H2009.1 [53]. Το μονομερικό πεπτίδιο δεσμεύει κύτταρα Η2009 αδενοκαρκινώματος NSCLC με ένα ημι-μέγιστη συγγένεια σύνδεσης του 9,2 ηΜ, και τη σύνθεση του πεπτιδίου H2009.1 ως φάγος δομής-μιμούνται τετραμερή πεπτιδίου αυξάνει συγγένεια προς 23:00 [54]. Τόσο οι μονομερείς και τετραμερή πεπτίδια εσωτερικεύουν σε α

νβ

6-κύτταρα που εκφράζουν

in vitro

και στόχος όγκους

in vivo

. Με στόχο την μετάφραση πεπτίδια που απομονώνονται από βιβλιοθήκες εμφάνισης φάγων σε αποτελεσματικών θεραπευτικών παραγόντων παράδοσης, εξετάσαμε την καλύτερη πλατφόρμα για την εμφάνιση των πεπτιδίων H2009.1 για λιποσωμική δοξορουβικίνη για την παράδοση των ναρκωτικών

in vitro

, που ποικίλλουν, τόσο Λιποσωμιακό πεπτίδιο πυκνότητα και πεπτίδιο σθένος [39].

In vitro

, η πιο αποτελεσματική σύνθεση λιποσωμάτων εμφανίζει το πεπτίδιο τετραμερή H2009.1 σε πυκνότητα 1,3% της συνολικής περιεκτικότητας σε λιπίδια. Η H2009.1 τετραμερής σκεύασμα λιποσώματος 1,3% ήταν 2 φορές πιο τοξικό για τα κύτταρα από τα λιποσώματα που φέρουν το πεπτίδιο ελέγχου περιπλεγμένο scH2009.1 και περισσότερο από 10 φορές πιο τοξικό από γυμνό, χωρίς πεπτίδιο, λιποσώματα. Παρά αυτά τα

in vitro

αποτελέσματα, δεν είναι σαφές αν η ίδια σύνθεση λιποσωμάτων θα

καλύτερες α-στόχο νβ

6-εκφράζοντας όγκους

in vivo

. υπάρχουν σημαντικές διαφορές μεταξύ των

in vitro

να

in vivo

περιβάλλοντα, συμπεριλαμβανομένων τυχόν διαφορές στην έκφραση του υποδοχέα και τη διαθεσιμότητα, τη δομή αγγείωση του όγκου, και τα αποτελέσματα βιοκατανομή του φαρμάκου.

Για να εξετάσει το καλύτερο H2009.1 στοχευμένη σύνθεση δοξορουβικίνη λιποσωμική για την αναστολή της α

νβ

6-εκφράζοντας την ανάπτυξη του όγκου

in vivo

, εμείς συστηματικά ποικίλες συνάφειας συνδετήρα, πυκνότητα συνδέτη, συνδέτη σταθερότητα, η δοσολογία των λιποσωμάτων, και του όγκου μοντέλων για την αξιολόγηση του ρόλου της δραστικής στόχευση των λιποσωμάτων σε τρία μοντέλα NSCLC. Παρά τα στόχευση διαφορές μεταξύ των διαφόρων σκευασμάτων λιποσωμάτων

in vitro

, όλες τις πλατφόρμες των λιποσωμάτων πεπτίδιο H2009.1 εμφανίζουν όμοια αποτελεσματικότητα

in vivo

. Επιπλέον, δεν υπάρχει καμία διαφορά μεταξύ της αποτελεσματικότητας των λιποσωμάτων H2009.1 και ελέγχουν όχι-πεπτιδίου λιποσώματα. Μετέπειτα πειράματα επιδεικνύουν ότι το αποτέλεσμα αυτό οφείλεται σε EPR με βάση συσσώρευση λιποσωμάτων όγκου και αποτυχία των λιποσωμάτων να διεισδύει στον ιστό του όγκου παρελθόν σε απευθείας επαφή με το αγγειακό σύστημα του όγκου, παρά τη διαδεδομένη έκφραση του α

νβ

6 στον όγκο . Τα αποτελέσματα αυτά υπογραμμίζουν την πολυπλοκότητα του

in vivo

ναρκωτικών στόχευση, ακόμη και όταν χρησιμοποιούν έναν συνδέτη υψηλής συγγένειας που είναι γνωστό ότι στοχεύουν επιλεκτικά όγκους

in vivo

, και δείχνουν ότι ένα μεγάλο νανοσωματιδίων μπορεί να μην είναι η καλύτερη στόχευση πλατφόρμα για κάθε περιβάλλον του όγκου.

Υλικά και Μέθοδοι

Υλικά