PLoS ONE: Terapeutisk Effekt og sikkerhed af paclitaxel /lonidamin Loaded EGFR-Målrettet Nanopartikler til behandling af multiresistent Cancer

Abstrakt

Behandlingen af multiresistent (MDR) kræft er en klinisk udfordring. Mange MDR-celler over-express epidermal vækstfaktor receptor (EGFR). Vi udnytter dette udtryk gennem udvikling af EGFR-målrettet, polymerblanding nanocarriers til behandling af MDR cancer ved hjælp af paclitaxel (en fælles kemoterapeutisk middel) og lonidamin (en eksperimentel medicin, mitokondrie hexokinase 2-hæmmer). En ortotopisk model af MDR human brystcancer blev udviklet i nøgne mus og bruges til at evaluere sikkerhed og effekt af nanopartikel behandling. De effektparametre omfattede tumor volumen målinger fra dag 0 til 28 dage efter behandling, terminal tumor vejninger, tumor tæthed og morfologi vurdering gennem hæmatoxylin og eosin farvning af udskårne tumorer, og immunhistokemi af tumor sektioner for MDR proteinmarkører (P-glycoprotein, hypoxi Inducerbar Factor, EGFR, Hexokinase 2, og Stem Cell Factor). Toksicitet blev vurderet ved at spore ændringer i dyrets legemsvægt fra dag 0 til 28 dage efter behandling ved at måle plasmaniveauer af leverenzymer ALT (Alaninaminotransferase) og LDH (lactatdehydrogenase), og af hvide blodlegemer og blodplader. I disse undersøgelser viste denne Nanobærer systemet bedre effekt i forhold til kombination (paclitaxel /lonidamin) medikamentopløsning og behandlinger enkeltstofbehandling i nanopartikel og løsning formular. De kombination nanopartikler var den eneste behandling gruppe, der faldt tumor volumen, opretholde dette fald indtil 28 dage tidspunkt. Desuden behandling med EGFR-målrettet lonidamin /paclitaxel nanopartikler faldt tumor densitet og ændret MDR fænotypen af de tumorxenoplantater. Disse EGFR-målrettet kombination nanopartikler var betydeligt mindre toksiske end løsning behandlinger. På grund af den fleksible udformning og enkle konjugation kemi, kan dette Nanobærer systemet anvendes som en platform for udvikling af andre MDR cancerterapier; brugen af dette system til EGFR-målrettet, kombineret paclitaxel /lonidamin terapi er et fremskridt i skræddersyet medicin

Henvisning:. Milane L, Duan Z, Amiji M (2011) Terapeutisk Effekt og sikkerhed af paclitaxel /lonidamin Loaded EGFR-Målrettet Nanopartikler for behandling af multiresistent Cancer. PLoS ONE 6 (9): e24075. doi: 10,1371 /journal.pone.0024075

Redaktør: Dimitris Fatouros, Aristoteles-universitetet i Thessaloniki, Grækenland

Modtaget: 13. maj 2011; Accepteret: August 1, 2011; Udgivet: 8 September, 2011

Copyright: © 2011 Milane et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Finansiering:. Denne undersøgelse blev støttet af National Cancer Institute, National Institutes of Health gennem tilskud R01 CA-119617 og R01 CA-119617S1 (arra Supplement), og R21 CA-135594. De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

udviklingen af multiresistent (MDR) kræft ofte hæmmer den kliniske behandling af cancer da det resulterer i ikke-responsiv sygdom, der kan føre til metastase [1], [2]. MDR refererer til en tilstand af modstandsdygtighed mod strukturelt og /eller funktionelt ubeslægtede lægemidler [1]. MDR ofte erhverves via eksponering for kemoterapeutiske midler, men MDR kan også være iboende (medfødte) [1].

Hypoxi er en etableret microenvironmental selektionstryk, som kan resultere i MDR og modstandsdygtighed over for strålebehandling [3], [ ,,,0],4]. Under betingelser med hypoksi og celle stress Hypoxi inducible factor alpha (HIF-1α) translokerer fra cytoplasmaet til kernen; HIF-α derefter komplekser med HIF-β, der er en aktiv transkriptionsfaktor [3], [4]. Denne aktive HIF kompleks er derefter i stand til at inducere transkription ved binding til Hypoxi responsive elementer (HRE s) på målgener; målgener indbefatter P-glycoprotein (P-gp), epidermal vækstfaktor receptor (EGFR), og mange glycolytiske proteiner såsom hexokinase 2 (HXK2) [3], [4]. Oxygen-uafhængige faktorer, såsom cyclooxygenase-2-aktivitet, epidermal vækstfaktor receptor (EGFR), kan varme-shock protein 90, og phosphatidylinositol 3-kinase også stabilisere HIF [4], [5], [6].

P-gp er en transmembrane drug efflukspumpen af ATP-bindende kassette (ABC) transportør familie; P-gp-ekspression i canceren er forbundet med MDR og dårlig prognose [2]. EGFR i nogle typer af kræft er også forbundet med aggressiv sygdom [7]. Overekspression af EGFR fører til receptor clustering i cellemembranen, som gør en celle hyper-følsomme over for EGFR substrater; dette hjælper overlevelsen af MDR-celler, især hypoxiske tumor regioner, der kan være distalt fra en kontinuerlig forsyning af næringsstoffer [7]

En anden overlevelse fordel for kræftceller er at erhverve energi gennem glycolysen.; enten anaerob (Pasteur Effect) eller aerob (Warburg Effect) [8]. Mange glycolytiske proteiner såsom hexokinase 2 er HIF mål [3], [4], [9]. Hexokinase katalyserer det første trin i glycolysen; den hexokinase 2 isoform direkte forbundet med mitokondrier og overudtrykkes i mange typer af cancer [4], [10], [11]. Mitokondrie sammenslutning af hexokinase 2 forhindrer binding af pro-apoptotiske Bcl-2 familiemedlem proteiner gennem rumlig inhibering af mitokondriel permeabilitetsovergang pore kompleks; dette hjælper også celle overlevelse, da det forhindrer cytochrom c-frigivelse og den efterfølgende apoptotiske kaskade [10]

Den nuværende lægemiddelafgivelsessystem henvender MDR cancerceller aktivt gennem EGFR binding.; overfladen af nanocarriers er blevet modificeret med en EGFR-specifikt peptid. Dette system behandler MDR cancer ved anvendelse af en kombination af paclitaxel og lonidamin. Paclitaxel (PTX) er en almindelig kemoterapeutisk middel, hyper-stabiliserer mikrotubuli, hvilket forhindrer celledeling; PTX er en ikke-specifik middel og er forbundet med høj tilbageværende toksicitet. Lonidamin (LON) (1 – [(2,4-dichlorphenyl) methyl] -1 H-indazol-3-carboxylsyre) er en hexokinase 2-inhibitor, der er blevet vist at inducere apoptose og behandle MDR i forskellige cancercellelinier [12] [13], [14]. I USA blev kliniske fase II forsøg med LON som en behandling for benign prostatahyperplasi suspenderet på grund af tilhørende levertoksicitet [15], [16]. Dette stof delivery system har til formål at forbedre effektiviteten og reducere toksiciteten af PTX og LON gennem brug af kombinationsbehandling og aktiv målretning.

Dette studie undersøger den terapeutiske effekt og sikkerhed af EGFR-målrettede nanopartikler (NP) indlæst med PTX og LON. Disse polymer-blend nanocarriers blev evalueret i en ortotopisk model af MDR brystkræft. Tumorstørrelse og vækst progression blev anvendt til at vurdere effektiviteten af behandlingen. Sikkerheden /toksicitet af denne terapi blev vurderet ved at måle ændringen i kropsvægt, plasmaniveauer af leverenzymer ALT (Alaninaminotransferase) og LDH (lactatdehydrogenase), og hvide blodlegemer og blodplader. For yderligere at karakterisere effektiviteten af denne terapi, H behandling fører til en kaskade af cellulære ændringer og et fald i tumorvolumen. Som vurderet ved immunohistokemi af tumorxenografter, nanopartikel behandling reducerede ekspression af hypoxisk og MDR-markører (EGFR, epidermal vækstfaktor receptor; HIF, hypoxi inducerbar faktor, HXK2, hexokinase 2; Pgp, P-glycoprotein, SCF, stamcellefaktor).

Resultater

Nanopartikel Karakterisering

designet Formålet med denne Nanobærer systemet var aktivt målrette MDR-celler ved at binde til EGFR-receptoren og efterfølgende levere PTX og LON til stedet for en tumor. For at opnå mærkbar belastningseffektivitet for begge lægemidler (ca. ≥70%) PCL (polycaprolacton) blev anvendt som det primære nanopartikel bestanddel (formulering optimering er beskrevet i vor tidligere offentliggjorte arbejde [17]). For at opnå aktiv rettet mod en PLGA-PEG-peptid konstruktionen blev syntetiseret og inkorporeret i PCL (polycaprolacton) nationale parlamenter. Både en PLGA-PEG og en PLGA-PEG-peptidkonstruktion blev inkorporeret i formuleringen for at opnå overflademodifikation med PEG og peptidet. PLGA af konstruktionen interagerer med PCL partiklernes kerne, medvirken i lonidamin og paclitaxel indkapsling mens PEG og EGFR-specifikt peptid rager ud fra partikeloverfladen muliggør aktiv målretning og beskyttelse fra det reticuloendotheliale system. Den komplette syntese og karakterisering af dette system er beskrevet i vores andet arbejde [17]; NMR blev anvendt til at vurdere podningsprocessen blev ESCA anvendes til at bekræfte tilstedeværelsen af peptidet på overfladen af NPS, lægemiddelindkapsling og frigivelseskinetik blev kvantificeret over tid, og EGFR targeting blev kvantificeret i et panel af ni cellelinier med forskellige niveauer af EGFR. Som afbildet i figur 2, SEM af NPS bekræftede nanometerskala af partiklerne der i gennemsnit mellem 120 -160 nm.

nanometer størrelse nanocarriers blev bekræftet med et scanningelektronmikroskopi af nanopartiklerne. Skalaen bar er 2 um.

Effekt Analyse

MDA-MB-231 tumorer etableret fra hypoxiske pre-condition celler blev dyrket til 100 mm

3 størrelse og derefter mus blev behandlet med en af de følgende 8 behandlinger; (1) målrettet NP’er fyldt med PTX og LON, (2) SOL af PTX og LON, (3) målrettede nationale parlamenter fyldt med PTX, (4) PTX SOL, (5) målrettet NP’er fyldt med LON, (6) LON SOL, (7) datoer målrettede NP’er (intet lægemiddel) og (8) saltvand. Behandling fortsatte i 28 dage. I løbet af denne tid, blev tumorstørrelse og legemsvægt overvåges og blod blev opsamlet for at vurdere toksicitet.

Figur 3.A afbilder tumorvækst i hver behandlingsgruppe fra dag 0 (dato for behandlingsstart) indtil dag 28. tumor vækst for saltvand og trailere (blank NP) behandlede grupper er den samme; mens behandling med LON SOL og LON nationale parlamenter resulterede i lettere nedsat tumor volumen. Behandling med PTX SOL og PTX nationale parlamenter resulterede i et yderligere fald i tumor volumen. Behandling med kombinationen (LON og PTX) SOL faktisk undertrykt tumorvækst i 10 dage, på hvilket tidspunkt vækst genoptages med en meget lavere hastighed. Dette er illustreret i figur 3.B sammen med kombinationen NP behandling. Kombinationspræparaterne NP var den eneste behandling gruppe, der rent faktisk er faldet tumorvolumen, opretholde dette fald indtil 28 dages tidspunktet hvor tumorvolumenet nærmede det oprindelige tumorvolumen.

effekt af kombinationen nanopartikel terapi blev vurderet ved måling af ændringer i tumorvolumen fra 0-28 dage efter behandlingen og ved at måle den terminale tumorvægt på 28 dage efter behandlingen. Dag 0 var første behandlingsdag. Legemsvægt blev anvendt som en toksicitet parameter og blev målt fra 0-28 dage efter behandling. For alle grafer, hvert datapunkt repræsenterer middelværdien ± SD med en

= 4. (A) Tumorvolumen. Mus blev behandlet med en af otte behandlinger via halevenen injektion; saltvand (sorte cirkler), køretøj (tomme nanopartikler, grå firkanter), lonidamin løsning (LON Sol, grønne trekanter), lonidamin nanopartikler (LON NP, lilla omvendte trekanter); paclitaxel løsning (PTX Sol, lyseblå diamanter), paclitaxel nanopartikler (PTX NP; appelsin åbne cirkler), lonidamin og paclitaxel kombination løsning (LON + PTX Sol; mørkeblå asterisk) og lonidamin og paclitaxel kombination nanopartikler (LON + PTX NP; lysegrønne stjerner). (B) Tumorvolumen (af kombinationsbehandling). For at tydeliggøre forskellen mellem lonidamin og paclitaxel kombinationsbehandling i opløsningsform (LON + PTX Sol; åbne cirkler) sammenlignet med nanopartikel behandling (LON + PTX NP; lukkede cirkler), blev disse to grupper tegnes særskilt her. (C) Tumor vægt. Terminalen tumorvægt (ved 28-dage efter behandling) blev plottet for hver behandlingsgruppe. Tallet over hver søjle repræsenterer gennemsnittet terminal tumorvolumen (fra panel A). Stjernerne direkte over fejlen søjler indikerer signifikans mellem saltvand og den angivne gruppe (* p 0,05, *** p 0,001). (D) Kropsvægt. Legemsvægt blev målt og afbildet som procent ændring (i forhold til indledende kropsvægt) fra 0-28 dage efter behandling. Grupperne omfatter; ingen tumor (sorte cirkler), saltvand (grå firkanter), køretøj (grønne trekanter), lonidamin løsning (LON Sol, lilla omvendte trekanter), lonidamin nanopartikler (LON NP, lyseblå diamanter), paclitaxel løsning (PTX Sol, appelsin åbne cirkler ); paclitaxel nanopartikler (mørkeblå åbne firkanter), lonidamin og paclitaxel kombination løsning (LON + PTX Sol, lys grønne åbne trekanter), og lonidamin og paclitaxel kombination nanopartikler (LON + PTX NP, pink omvendt åbne trekanter)

En to-vejs ANOVA-test blev anvendt til at analysere de data; resultaterne er vist i tabel 1. Der var ingen betydning for ethvert tidspunkt mellem saltvand og bærerbehandlede grupper. Af denne grund blev sammenligninger af hver gruppe med køretøjet behandlingsgruppe ikke medtaget i tabel 1. Tabel 1 sammenligner behandlingsgrupperne og angiver dagen efter behandling, at et bestemt niveau af signifikans blev nået. Mest bemærkelsesværdigt, mellem 4 og 12 dage, er der signifikans mellem både kombinationen SOL-gruppen og kombinationen NP-gruppen i forhold til saltvand, LON SOL, LON NPS, PTX SOL, og PTX NP-behandlinger. Der er også betydning mellem kombinationen SOL-gruppen og kombinationen NP-gruppen efter 10 dages behandling.

Vægtene tumor fra hver gruppe er vist i figur 3.C. Den gennemsnitlige tumor volumen på dag 28 (offer) er anført ovenfor baren for hver gruppe. De tumorvægte svarer til de terminale tumorvolumen data. Kombinationsbehandling med EGFR-målrettet NP’er var signifikant mere effektiv til at reducere tumor volumen end enkeltstofbehandling behandling.

Sikkerhed og toksicitet Profiles

kropsvægt i hver gruppe blev også overvåges under hele behandlingsforløbet og er præsenteret i figur 3.d. Alle SOL grupper en indledende fald i kropsvægt, som forblev lavere under hele behandlingsforløbet. Denne virkning blev den mest udtalt for kombinationen SOL. Grupperne behandlet med PTX NP’er og med kombinationen NP gennemgik også en indledende fald i kropsvægt; men der var en moderat genopretning af dette fald mellem 7-10 dage efter behandlingen. Den oprindelige og vedvarende fald i de SOL grupper er mest sandsynligt på grund af Cremophor® EL løsning. Faldet i legemsvægten forbundet med kombinationen NP’er og PTX NP’er er mest sandsynligt på grund af cytotoksiciteten af PTX.

Blodprøver blev også indsamlet på dag 0, dag 14 og dag 28 i behandlingen og blev analyseret for niveauer af LDH og ALT samt hvide blodlegemer og blodplader. Resultaterne af dag 14 blodanalyse skildres i figur 4; for alle fire parametre, var der ingen signifikans mellem nogen behandlingsgruppe på dag 0. LDH (figur 4.A) ofte forhøjet i kræft og på grund af vævsskade, som sådan; det er en fælles markør for sygdom og toksicitet. På dag 14 var der signifikans mellem saltvand og gruppen behandlet med PTX SOL samt gruppen behandlet med kombination SOL. Der var signifikans mellem Ingen Tumor gruppen og alle behandlingsgrupper på dag 14 (p 0,01) og på dag 28 (p 0,05, figur S1). Dette er mest sandsynligt på grund af væksten af tumoren selv, og ikke er direkte forbundet med behandlingen administreres til hver gruppe. En stigning i ALT (fig 4.B) er ofte forbundet med leverskade. På dag 14 var der signifikans mellem saltvandsgruppen og alle SOL grupper. Af betydning, på dette tidspunkt var der også signifikans mellem kombinationen SOL og kombinationen NPs. Kombination LON /PTX behandlingen med NPS resulterer i mindre levertoksicitet end behandling med kombination SOL. Der var også betydning mellem Ingen Tumor gruppen (og køretøjet gruppen), og alle SOL behandlingsgrupper på dag 14 (

0,01 for No Tumor sammenligning

0,05 for Vehicle sammenligning).

leverenzymer og blodtal blev anvendt til at vurdere toksicitet. For alle grafer, hvert datapunkt repræsenterer middelværdien ± SD med en

= 4. Den dobbelte dolk repræsenterer betydning mellem Ingen Tumor gruppen og alle andre grupper (‡

0,05 , ‡‡

0,01, ‡‡‡

0,0001). Paragraftegn Den repræsenterer betydning mellem den angivne gruppe, og alle løsning grupper (§

0,05, §§

0,01, §§§

0,05, **

0,01, ***

0,0001). (A) lactatdehydrogenase (LDH). (B) alaninaminotransferase (ALAT). (C) trombocyttal. (D) hvide blodlegemer (WBC).

Et fald i blodpladetal (figur 4.C) er ofte forbundet med kemoterapi toksicitet. På dag 14 var der signifikans mellem Ingen Tumor gruppen og alle SOL grupper. På dette tidspunkt var der også signifikans mellem saltvand (og køretøj) gruppe og alle SOL grupper. Forhøjede leukocyttal (fig 4.d) er tegn på vævsskade. Overensstemmelse med de øvrige toksicitetsdata, der signifikans mellem saltvand og bærerbehandlede grupper og alle SOL-behandlede grupper. Der er også betydning mellem hver SOL gruppe og den tilsvarende NP-gruppen. NP behandlinger er mindre toksiske end SOL lægemiddelbehandlinger. Der er signifikans mellem Ingen Tumor gruppen og alle andre grupper. Da denne forskel er tydelig i saltvand og køretøjets grupper også, er det mest sandsynligt en indikation af vævsbeskadigelse associeret med tumorudvikling i musene. Kollektivt, blod analyse viser, at NP terapi er betydeligt mindre toksisk end SOL medicinsk behandling.

Histologi

For yderligere at vurdere toksicitet, hæmatoxylin og eosin farvning af tumor sektioner fra hver behandlingsgruppe blev undersøgt ( Figur 5). Billeder af både tumoren perimeter og tumoren kerne blev erhvervet. Fælles for alle tumorsnit, er det tilfældige udvalg af cellevækst. Hver tumor har en klar afgrænsning af øget celledensitet i omkredsen af tumoren. Denne perimeter er dog ikke konsistente mellem behandlingsgrupperne. Saltvandet behandlede gruppe, gruppen behandlet med datoer NP, og gruppen behandlet med LON SOL synes at have en meget tykkere tumor grænse af celler. Dette synes faldet lidt i LON NP behandlede gruppe, og mere markant nedsat i grupperne behandlet med PTX SOL, PTX nationale parlamenter, kombination SOL, og kombinationen nationale parlamenter. Kernen tæthed synes at følge et lignende mønster som omkredsen densitet i behandlingsgrupperne. Cellen tæthed i tumor centrale dele af saltvand gruppen, den tomme NP-gruppen, LON SOL-gruppen, og LON NP-gruppen synes meget højere end celledensiteter fra PTX SOL gruppe, PTX NP-gruppen, kombinationen SOL-gruppen , og kombinationen NP-gruppen. Den reducerede celledensitet af kombinationen NP-gruppen kan forklare den dramatiske fald i den endelige tumorvægt. Disse fald i densitet kan være et kendetegn for effektiv behandling.

Vævssnit blev farvet med hæmatoxylin og eosin. Kernerne er farvet med hematoxylin (blålig farve), mens andre celle fraktioner farvet med eosin (rød og pink farver)

IHC tumor sektion fra hver gruppe blev analyseret for ekspression følgende seks proteiner.; P-gp, HIF-1α, EGFR, CD-31, HXK2, og SCF (figur 6-8). For hvert afsnit, er F-actin farvet med phalloidin (rød), er kerner farvet med Hoechst 33342 (blå), og proteinet af interesse mærkes med sekundære antistoffer, som er Alexa Fluor® 488 konjugeret (grøn).

Vævssnit blev probet med primære antistoffer mod proteinet af interesse, derefter mærket med Alexa Fluor® 488 konjugerede sekundære antistoffer (grøn). F-actin blev farvet med Alexa Fluor® 568 phalloidin (rød) og kerner blev farvet med Hoechst 33342 (blå).

P-gp udtryk (figur 6) var meget højt i saltvand gruppen, den tomme NP-gruppen, og i LON SOL-gruppen. Der syntes at være et lille fald i LON NP gruppe, PTX SOL gruppe, PTX NP-gruppen og kombinationen SOL-gruppen. Der var en mere bemærkelsesværdig nedgang i kombination NP-gruppen. Det er muligt, at en måneds behandling med kombinationsbehandling begynder at vende MDR når det administreres som SOL (mindre fald i P-gp), men mere fuldstændigt vender MDR når administreres som NP behandling (dramatisk fald).

HIF -1α (figur 6) var meget højt i saltvand gruppen, blank NP behandlede gruppe, PTX SOL gruppe, og PTX NP gruppe. I disse sektioner med høj ekspression, forekommer HIF-1α skal co-lokaliseret med både den cytoplasmatiske cellefraktion (gul og grøn) og med cellekernerne (hvid). LON SOL behandling og mere bemærkelsesværdigt, LON NP behandling faldt HIF-1α udtryk. Som LON hæmmer hexokinase 2 (og Warburg effekt), kan dette fald i HIF-1α ekspression skyldes tilbagekoblingssløjfen mellem glycolitic og HIF veje. Der er et yderligere fald i HIF-1α udtryk med kombinationsbehandlingen. LON kan nedsætte Warburg virkning, nedsætte aktiviteten af HIF-vejen, og sensibilisere tumoren over for virkningerne af PTX, hvilket fører til MDR tilbageførsel.

Der var et meget højt niveau af EGFR (figur 7) ekspression i alle de vævssnit; men kombinationen NP gruppen syntes at have lidt lavere niveauer i forhold til de andre grupper. Dette kan indikere, aggressivitet og overordnede karakter af tumoren har forvandlet. På den anden side, CD-31 (figur 7) ekspression var lav /ikke-påviselige i alle tumorsnit. CD-31 blev inkluderet som en markør for angiogenese.

Ekspressionen af HXK2 (figur 8) fulgte et lignende mønster til HIF-1α ekspression. Der var en høj grad af udtryk i saltvand behandlede gruppe, den tomme NP gruppe, PTX SOL-gruppen, og PTX NP-gruppen. Der var et fald i HXK2 udtryk i LON SOL behandlede gruppe og et yderligere fald i LON NP behandlede gruppe, kombinationen SOL-gruppen, og kombinationen NP-gruppen. LON nationale parlamenter synes at have mere af en effekt på HXK2 udtryk end LON SOL, og denne virkning synes at være forbedret med kombinationsbehandling.

Den sidste protein, der blev undersøgt, var SCF (figur 8). Der var et moderat niveau af SCF-ekspression i saltvand behandlede gruppe; dette udtryk optrådte mere co-lokaliseret med F-actin (gul) i den tomme NP behandlede gruppe; og optrådte mere co-lokaliseret med cellekerner (hvide) i LON SOL gruppe, PTX SOL-gruppen, og PTX NP-gruppen. Der syntes at være både F-actin og nukleinsyre co-lokalisering i kombinationen SOL behandlede gruppe, mens der var et markant fald i ekspression i LON NP-gruppen og et yderligere fald i kombinationen NP behandlede gruppe.

Kollektivt , saltvandet og datoer NP behandlede grupper har højere ekspressionsniveauer af P-gp, HIF-1α, EGFR, og HXK2 forhold til de andre behandlingsgrupper. Behandling med kombinationen NP resulterede i et fald i ekspression af P-gp, HIF-1α, EGFR, HXK2 og SCF i forhold til de andre grupper. Selv mindre bemærkelsesværdigt, behandling med kombinationen SOL demonstrerede et lignende mønster. Dette indikerer, at kombinationsbehandlingen ikke faktisk omdanne den medfødte karakter MDR tumorer.

Diskussion

Den komplette

in vitro

karakterisering af dette stof leveringssystem demonstrerede den forbedrede effektivitet af kombination PTX /LON terapi, EGFR binding af NPS, og vedvarende medikamentfrigivelse af systemet [17]. Vi udviklede en roman, ortotopisk model af MDR human brystcancer ved hjælp hypoxiske pre-condition celler til at etablere tumorxenoplantater i nøgne mus (indsendt til offentliggørelse og kort beskrevet i dette arbejde). Ved hjælp af denne

in vivo

model, evalueringer af denne EGFR-målrettede NP-systemet viste, at disse partikler havde en overlegen farmakokinetisk profil (T

½, AUC

0-∞, AUMC

0- ∞, og MRT

0-∞) i forhold til en sammenlignelig ikke-målrettet NP-systemet [18]. Den nuværende forskning viser, at behandling med EGFR-målrettet LON /PTX NP’er er mere effektiv end kombinationen SOL behandling (nedsat tumorvolumen og nedsat tumorvægt). Den øgede effektivitet af NP behandling kan skyldes den forøgede permeabilitet og fastholdelse virkning og aktiv målretning. Selvom kombinationsterapi med lægemiddel SOL var også effektiv i forhold til monoterapi behandling, toksiciteten forbundet med SOL behandling var meget højere i forhold til NP behandling. Kombinationen NP resulterede i mindre fald i kropsvægt og mere af et opsving i kropsvægt, mindre LDH, mindre ALT, lavere WBC-tal, og højere trombocyttal. Den højere toksicitet SOL behandling i forhold til NPS er mest sandsynligt skyldes virkningerne af Cremophor® EL. Betydningen mellem saltvand gruppen og PTX SOL koncernen samt kombinationen SOL gruppe er mest sandsynligt på grund af en synergist kombination af cytotoxicty af PTX og toksicitet Cremophor® EL SOL. NP behandling er et sikrere alternativ til kombination stof SOL. Kvalitativ analyse viste, at kombinationen NP behandling resulterede i en mere dramatisk nedgang i tumorkernen og omkreds densitet i forhold til kombination SOL. Denne ændring i densitet kan være proportional med den terapeutiske virkning.

Kvalitativ IHC-analyse af proteinekspression viste også en mere udtalt fald i ekspressionen af Pgp, HIF-1α, EGFR, HXK2, og SCF efter behandling med kombinationen NP’er. SCF blev inkluderet i IHC analyse for at undersøge, om behandling haft en effekt på ekspressionen af SCF og undersøge, om SCF er faktisk en markør for MDR i denne tumor model. Det fremgår, at to centrale begreber i cancer stamceller sameksisterer; der er kræft

indlede

stamceller, der stammer som stamceller, men omdannes til kræftfremkaldende celler og for det andet, der er kræft

afledt

stamceller, der er kræftceller, der udvikler stamceller-lignende egenskaber, disse celler er bedre kendt som MDR-celler. I overensstemmelse med det koncept, at MDR-celler kan udvikle stamceller-lignende egenskaber og identificeres som cancer stamceller, har forskellige undersøgelser vist, at celle stressfaktorer såsom hypoksi, som er effektive ved fremkaldelse af kræft aggression og MDR fænotyper, også inducere stamceller-lignende egenskaber i cancerceller som udtryk for stamcelle (SCF) [3], [4], [9], [19], [20]. Det kan være, som tumorerne bliver mindre hypoxisk (LON NPs og kombinationen NP), SCF også falder. Spændet co-lokalisering af SCF kan tilskrives dens rolle i mange forskellige signally veje såsom c-kit vej; der er også en opløselig og transmembrane form af SCF. De forskellige behandlinger kan ændre distinkte signally pathways domineret af en af SCF isoformer.

Generelt IHC vist, at kombinationen NP behandling synes at ændre fænotypen af tumoren, begrænse den MDR karakter af xenotransplantater (figur 1 ). Samlet kaldet EGFR-målrettet NP’er var mere effektive til behandling af MDR end SOL og behandlinger enkelt middel og mindre giftige end de SOL behandlinger. Denne Nanobærer system er et springbræt på vejen til skræddersyet medicin.

Afsluttende bemærkninger

Behandling MDR med en cocktail af kemoterapeutika er en fælles klinisk tilgang. Men som MDR er en dynamisk sygdomstilstand, mange af de nuværende lægemiddelkombinationer gøres ineffektive efter evig brug. Som sådan er der et behov for nye lægemiddelkombinationer til behandling MDR. Der er også et klinisk behov for at reducere toksiciteten forbundet med disse behandlinger toksicitet kræver ofte dosisreduktion og /eller en stigning i doseringsintervallet, som kan bidrage til udviklingen af erhvervet MDR. Kombination LON /PTX behandling med EGFR-målrettet NP’er repræsenterer en ny tilgang til behandling af MDR kræft; denne fremgangsmåde løser det kliniske efterspørgsel efter nye lægemiddelkombinationer og tilvejebringer en løsning på kemoterapi associeret toksicitet ved anvendelse af et Nanobærer system.

Materialer og metoder Salg

Polymer og Peptid Konjugation

Denne Nanobærer systemet er blevet fuldstændig karakteriseret og beskrevet i vores andre værker [17], [18]. Peptid GE11 blev brugt til at udføre aktiv målretning af EGF-receptoren; dette er en etableret EGFR-ligand med den følgende sekvens: YHWYGYTPQNVIGGGGC [21], [22]. Konjugation af GE11 til PLGA-PEG-konstruktionen blev opnået ved anvendelse maleimid /cystein linakge (PEG-rest har en terminal maleimid mens peptidet har en terminal cystein). GE11 blev syntetiseret ved Tufts University Core Facility, Boston, MA. For at syntetisere både PLGA-PEG-peptid og PLGA-PEG-konstruktioner, 50:50 poly (DL-lactid-

glycolid) (PLGA) med et logaritmisk viskositetstal på 0,15-0,25 (Durect Lactel® Adsorberbart polymerer, Pelham, AL) blev anvendt; amin- poly (ethylenglycol) PEG-maleimid (MW 2000; JenKem Technology, Allen, TX) blev anvendt til PLGA-PEG-peptid-konstruktionen, mens m-PEG-amin (MW 2000; LaysanBio; Arab, AL) blev anvendt at syntetisere PLGA-PEG-konstruktionen. For fuldstændige oplysninger om konstruktionen syntese, se venligst vores forudgående offentliggørelse [17].

Nanopartikel and Drug Solution Forberedelser

En etableret opløsningsmiddel forskydning metode blev anvendt til at syntetisere de nationale parlamenter [23].

Kronisk sygdom

PLoS ONE: Terapeutisk Effekt og sikkerhed af paclitaxel /lonidamin Loaded EGFR-Målrettet Nanopartikler til behandling af multiresistent Cancer

Be the first to comment

Leave a Reply Annuller svar