Hedefli Viral Protein analizi HER2 + tümörler için teslim Nanopartiküller
Summary
Bu makalede, tümör hedefli nanoparçacık, Herdox optik görüntüleme analizi için prosedürler. Özellikle, hedef ve tümör penetrasyon değerlendirilmesi tümör tespit için çoklu görüntüleme cihazı ayrıntılı kullanımı burada açıklanmıştır.
Abstract
HER2 + tümör hedefli bir nanoparçacık, Herdox, HER2 + kanseri olan bir hayvan modelinde tümör tercihli birikimi ve tümör büyümesini ablasyon sergiler. Herdox küçük bir nükleik asit bağlayıcı yoluyla, kemoterapi ajanı, ve doksorubisin, bir tümör hücresi hedefli penetrasyon proteininin kovalent olmayan bir montajı ile oluşur. Elektrofilik, ardalanması ve oligomerizasyonu etkileşimleri bir arada turu 10-20 nm parçacıklar halinde kendinden montaj kolaylaştırır. Herdox farklı sıcaklıklarda kan hem de uzun süreli depolama stabilitesi gösterir. Kalp ve karaciğer (hedefsiz doksorubisin ile işaretlenmiş zarar görür olan) da dahil olmak üzere tümör olmayan doku tespit edilebilir bir yan etkileri, tümör-hücre ölümü, tümör taşıyan farelere sonuçları Herdox sistemik olarak verilmesine. HER2 yükseklik ekspres hücreleri ile karşılaştırıldığında bu nedenle yüksek seviyelerde HER2 gösteren tümörlerin Herdox daha fazla birikimi gösteren, insan epidermal büyüme faktörü reseptörü ifade eden hücrelere hedefleme kolaylaştırırin vitro ve in vivo olarak daha düşük seviyelerde, şarkı. Yerinde konfokal ve spektral analiz ile birlikte floresan görüntüleme bizi hedef in vivo tümör ve sistemik doğumdan sonra Herdox tümör hücre nüfuz doğrulamak için izin verdi. Sistemik doğumdan sonra çok modlu görüntüleme ile hedef tümör değerlendirmek için burada detaylı bizim yöntemleri.
Introduction
Tümör hedefleme kemoterapi teslim tedavinin daha çok tümör olmayan doku dağıtmak daha da istenilen hedefe birikir, çünkü hedefsiz ilaçlara göre daha düşük dozda kanser hücrelerinin ortadan kaldırmak için bir potansiyele sahiptir. Ikinci durum, ilacın etkinliğinin sulandırmak ve böylece daha yüksek dozlarda etkili olmasını gerektirecektir olarak, tümör hedefleme standart olmayan hedefli tedavi üzerinde her iki tedavi ve güvenlik avantajı vardır.
Kendi kendini monte nanopartiküller içine kapsülleme ile, kemoterapi hedefleme ilaç, kimyasal olarak kovalent hedefleme moleküllerine bağlı ilaçların aksine değiştirilmemiş kalmasını sağlar. Bu tür bir bağlantı, uyuşturucu ve hedefleme molekülünün her ikisi de aktivitesini değiştirmek için potansiyele sahiptir; kovalent olmayan bir montaj ilaç kudretini muhafaza edilmesini sağlar.
Daha önce yeni üç bileşenli, kendini monte kompleksi, Herdox, HER2 + tümörlerin hedef göstermiştir <em> In vivo ve kalp 1 de dahil olmak üzere, normal doku koruyucu iken tümör büyüme ablasyon ortaya çıkarır. Herdox reseptör bağlanma hücre penetrasyon proteini HerPBK10 ve kemoterapötik ajan arasındaki kovalent olmayan etkileşim yoluyla oluşan küçük bir nükleik asit bağlayıcı yoluyla doksorubisin (Dox). Endozomal membran penetrasyonu, adenovirüs-türetilmiş Penton baz kapsid proteini 4-6 arasında birleşme yoluyla gerçekleştirilir ise HerPBK10, insan epidermal büyüme faktörü reseptörü (HER) bağlar ve 2-4 reseptör aracılı endositoz tetikler. Protein üzerindeki pozitif yüklü bir etki nükleik asit DNA-interkalate Dox hedeflenmiş dağılım için nakledilebileceği üzerinden bağlama 4, 5, sağlar. Elektrofilik, ardalanması, ve muhtemelen protein oligomerizasyonu etkileşimleri farklı sıcaklıklarda 1 kan ve uzun saklama koşulları altında kararlı yuvarlak 10-20 nm parçacıklar halinde kendinden montaj kolaylaştırır. Tercihli HER hedefliyorHER2 yükseldiğinde 2 + tümör hücrelerinin gelişmiş afinite ligandı tarafından kolaylaştırılır.
Daha önceki çalışmalar, tümör olmayan doku üzerinde tümörlerde ve karşılaştırma Herdox verim birikmesidir sistemik olarak verilmesine in vivo 7 tümör hücrelerine DOX, 1, ve penetrasyon hedefsiz için göstermiştir. Biz gözlemledim ki tümör hücre girmesinden sonra Herdox bültenleri Dox, çekirdeği 1 içine Dox birikimi sağlar. Tümör-birikimi nispeten düşük HER2-ifade tümörleri nispeten daha yüksek HER2 seviyeleri 1 olanlara göre daha az Herdox biriktikçe, reseptör seviyesi ile uyumlu görünüyor. Dahası, etkin bir şekilde hücre ölümü konsantrasyonu farklı hücre yüzeyi HER2 seviyeleri 1 ifade eden tümör hücre çizgileri üzerinde HER2 ekran ile ters bir ilişki sergiler. Tümör öldürme 10-kat daha düşük dozda üzerinde gerçekleşir olarak Herdox Tar göre, hedefsiz Dox üzerinde tedavi ve güvenlik avantajı sergilergeted uyuşturucu ve hedefsiz Dox 1 aksine, kalp (ekokardiyografi ve histolojik leke ile tespit edilir) ya da karaciğer (leke TÜNEL ile tespit edilir) dokusu üzerinde tespit edilebilir bir yan etki üretmektedir. Bir viral kapsid protein kendi türetme rağmen, HerPBK10 terapötik seviyelerde 2 saptanabilir immünojenitesi sergiler. Bütün adenovirüs için önceden var olan antikorlar HerPBK10 tanıyabilir Oysa, onlar 2 bağlayıcı hücre önlemek mümkün değildir.
Zaman içinde ölçülen tümör hacminin hedeflenen tedavi terapötik etkinliğinin değerlendirilmesinde standart bir yöntemdir ve Herdox terapötik etkinliğini değerlendirmek için istihdam edilmiştir. In vivo ve ex vivo floresan görüntüleme ile bu yaklaşım ilave daha iyi verim 7 hedef değerlendirmek için izin verdi. Biz özellikle bu Herdox hiçbir doğrulamak için Dox floresan spektral analizi ile eksize tümörlerin yerinde konfokal görüntüleme entegre vart sadece in vivo tümörlerin biriken ama sitoplazma ve çekirdek 7 içine tümör hücreleri ve teslim Dox nüfuz. Spektral analiz ayrıca bize otofloresansı 7 Dox floresan ayırt sağladı.
Burada sistemik doğumdan sonra in vivo Herdox değerlendirilmesi için daha ayrıntılı olarak yaklaşımımızı göstermek, ve en önemlisi, değerlendirmek için çok modlu görüntüleme yöntemleri ve analizleri ile hedef.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dox floresan tümörler subkutan olduğunda çoklu görüntüleyicisi kullanılarak in vivo olarak tespit edilebilir. Bununla birlikte, Herdox terapötik olarak etkili doz (0.004 mg / kg) tek bir dozdan sonra aşağıdaki algılama eşiğidir. Buna karşılık, 7 günlük enjeksiyonu (7 gün boyunca 1x/day) sonrasında, parçacığın tümör birikimi ve tutma Dox flöresanının görsellenmesin sağlamak için yeterlidir.
Dox veya temiz tekniği kullanılan in vivo görün…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma Sağlık / Ulusal Kanser Enstitüsü (R01CA129822 ve R01CA140995) Ulusal Enstitüleri LKM-K hibe tarafından finanse edildi. Dr Medine-Kauwe sürekli destek C. Rey, M. M-Kauwe ve D. Revetto teşekkür eder.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| Fluorescence laser scanning confocal microscope | Leica | SPE | |
| In Vivo Optical Imager | Spectral Molecular Imaging | Multimode In Vivo Optical Imager | |
| Doxorubicin-HCl | Sigma-Aldrich | D4035 | |
| Nude (NU/NU) mouse, female, 6-8 week | Charles River | Strain code 088 | |
| MDA-MB-435 human HER2+ tumor cells | NCI-Frederick Cancer DCTD Tumor/Cell Line Repository | 0507292 | |
| 3/10 cc insulin syringe U-100 with 29G x 1/2″ Ultra-FineIV permanently attached needle | BD | 309301 | |
| Delta T chamber | Bioptechs | 04200417B |
References
- Agadjanian, H., Chu, D., et al. Chemotherapy Targeting by DNA Capture in Viral Protein Particles. Nanomedicine. 7 (3), 335-352 (2012).
- Agadjanian, H., Ma, J., et al. Tumor detection and elimination by a targeted gallium corrole. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106 (15), 6105-6110 (2009).
- Agadjanian, H., Weaver, J. J., et al. Specific delivery of corroles to cells via noncovalent conjugates with viral proteins. Pharm. Res. 23 (2), 367-377 (2006).
- Medina-Kauwe, L. K., Maguire, M., et al. Non-viral gene delivery to human breast cancer cells by targeted Ad5 penton proteins. Gene Therapy. , 81753-81761 (2001).
- Medina-Kauwe, L. K., Kasahara, N., et al. 3PO, a novel non-viral gene delivery system using engineered Ad5 penton proteins. Gene Therapy. , 8795-8803 (2001).
- Rentsendorj, A., Xie, J., et al. Typical and atypical trafficking pathways of Ad5 penton base recombinant protein: implications for gene transfer. Gene Ther. 13 (10), 821-836 (2006).
- Hwang, J. Y., Park, J., et al. Multimodality Imaging In vivo for Preclinical Assessment of Tumor-Targeted Doxorubicin Nanoparticles. PLoS ONE. 7 (4), e34463 (2012).
- Hwang, J. Y., Wachsmann-Hogiu, S., et al. A Multimode Optical Imaging System for Preclinical Applications In Vivo: Technology Development, Multiscale Imaging, and Chemotherapy Assessment. Mol. Imaging Biol. , (2011).
- Hwang, J. Y., Gross, Z., et al. Ratiometric spectral imaging for fast tumor detection and chemotherapy monitoring in vivo. J. Biomed. Opt. 16 (6), 066007 (2011).
- Fujimoto, J. G., Farkas, D. L. . Biomedical Optical Imaging. , (2009).
- Hwang, J. Y., Moffatt-Blue, C., et al. Multimode optical imaging of small animals: development and applications. Proc. of SPIE. 6411, (2007).
- Ducros, M., Moreaux, L., et al. Spectral unmixing: analysis of performance in the olfactory bulb in vivo. PLoS One. 4 (2), e4418 (2009).
- Zimmermann, T. Spectral imaging and linear unmixing in light microscopy. Adv. Biochem. Eng. Biotechnol. , 95245-95265 (2005).
