تحليل المستهدفة البروتين الفيروسي النانوية يسلم إلى HER2 + أورام
Summary
تفاصيل هذه المقالة الإجراءات لتحليل التصوير البصري للجسيمات متناهية الصغر للورم المستهدفة، HerDox. على وجه الخصوص، وصفت تفاصيل استخدام جهاز التصوير المتعدد للكشف عن الورم استهداف وتقييم تغلغل الورم هنا.
Abstract
جسيمات متناهية الصغر HER2 + ورم المستهدفة، HerDox، يسلك تراكم الورم تفضيلية والاجتثاث الورم للنمو في نموذج حيواني من HER2 + سرطان. يتم تشكيل HerDox من قبل غير التساهمية التجميع الذاتي للورم استهدفت خلية البروتين اختراق مع وكيل العلاج الكيميائي، دوكسوروبيسين، عن طريق رابط صغير الحمض النووي. مزيج من بالإلكترونات، إقحام، والتفاعلات oligomerization تسهيل التجميع الذاتي في جولة 10-20 الجسيمات نانومتر. HerDox يسلك الاستقرار في الدم وكذلك في تخزين طويلة في درجات حرارة مختلفة. تسليم النظامية من HerDox في الفئران الحاملة للورم ينتج في موت خلايا الورم مع عدم وجود آثار ضارة يمكن كشفها إلى الأنسجة غير السرطانية، بما في ذلك القلب والكبد (التي تخضع الضرر تميزت دوكسوروبيسين تشتته). HER2 ارتفاع يسهل استهداف الخلايا معربا عن الإنسان مستقبلات عامل نمو البشرة، وبالتالي الأورام بعرض مستويات مرتفعة HER2 يحمل أكبر تراكم HerDox مقارنة اكسبريس الخلاياالغناء المستويات الدنيا، سواء في التجارب المختبرية والحية. وقد سمح التصوير كثافة مضان جنبا إلى جنب مع التحليل الطيفي ومتحد البؤر في الموقع لنا للتحقق من الورم في الجسم الحي استهداف واختراق الخلايا السرطانية من HerDox بعد الولادة النظامية. نحن هنا التفاصيل طرقنا لتقييم الورم عبر استهداف التصوير المتعدد بعد الولادة النظامية.
Introduction
استهداف الورم من العلاج الكيميائي لديه القدرة على القضاء على الخلايا السرطانية في جرعة أقل بالمقارنة مع الأدوية غير مستهدفة لأن أكثر من العلاج تسليمها يمكن أن تتراكم في وجهتها المقصودة بدلا من توزيعها على الأنسجة غير السرطانية. حيث أن الوضع الأخير سيضعف من فعالية الدواء وبالتالي تتطلب جرعات أعلى لتكون فعالة، استهداف الورم على حد سواء مزايا علاجية والسلامة على معيار المعاملة غير المستهدفة.
استهداف العلاج الكيميائي عن طريق التغليف في الجسيمات النانوية الذاتي تجميعها يسمح للدواء أن تظل غير معدلة كيميائيا على النقيض من الأدوية التي ترتبط تساهميا إلى جزيئات الاستهداف. على هذا النحو الربط لديه القدرة على تغيير النشاط من كل من المخدرات وجزيء الاستهداف؛ يسمح التجمع غير التساهمية فاعلية الدواء ليتم الاحتفاظ بها.
لقد أظهرنا سابقا أن الرواية ثلاثة مكونات، مجمع الذاتي تجميعها، HerDox، تستهدف HER2 + الأورام <em> في الجسم الحي، ويتسبب الاجتثاث الورم للنمو في حين أن يجنب الأنسجة الطبيعية، بما في ذلك القلب 1. يتم تشكيل HerDox من خلال التفاعلات غير التساهمية بين مستقبلات ملزم بروتين الخلية الاختراق، HerPBK10، وكيل العلاج الكيميائي، دوكسوروبيسين (دوكس)، عبر رابط صغير الحمض النووي. HerPBK10 يربط الإنسان مستقبلات عامل نمو البشرة (HER) ويطلق الإلتقام مستقبلات بوساطة 2-4، في حين يتم إنجاز اختراق غشاء endosomal من خلال إدماج اتش المستمدة بينتون قاعدة قفيصة البروتين 4-6. A المجال المشحون إيجابيا على البروتين تمكن الحمض النووي ملزم 4، 5، التي من خلالها دوكس DNA-مقحم يمكن نقلها للتسليم المستهدفة. بالإلكترونات، إقحام، وربما تفاعلات البروتين oligomerization تسهيل التجميع الذاتي في جولة 10-20 نانومتر الجزيئات التي هي مستقرة في الدم وتحت الموسعة التخزين عند درجات حرارة مختلفة 1. التفضيلية التي تستهدف لهاومما يسهل 2 + خلايا الورم عن طريق تقارب يجند المحسن عندما يتم رفع HER2.
وقد أظهرت دراساتنا السابقة أن تسليم النظامية من غلة HerDox تراكم تفضيلي في الأورام أكثر من الأنسجة غير السرطانية وبالمقارنة مع تشتته دوكس 1، وتغلغل في الخلايا السرطانية في الجسم الحي 7. وقد لاحظنا أن إطلاق HerDox دوكس بعد دخول الخلايا السرطانية، مما يتيح تراكم دوكس في نواة 1. يظهر ورم تراكم للربط مع مستوى مستقبلات، مثل الأورام HER2، معربا عن منخفض نسبيا تتراكم أقل HerDox مقارنة مع الذين لديهم مستويات أعلى نسبيا HER2 1. وعلاوة على ذلك، فإن التركيز الفعال موت الخلايا يسلك جود علاقة عكسية مع HER2 العرض على خطوط الخلايا السرطانية معربا عن اختلاف سطح الخلية HER2 مستويات 1. HerDox يسلك ميزة العلاجية والسلامة على دوكس تشتته، كما يحدث قتل الورم في أكثر من جرعة أقل 10 مرات مقارنة untarالمخدرات geted وينتج أي تأثير سلبي للكشف على القلب (الكشف عن ضربات القلب والنسيجية وصمة عار) أو الكبد (الكشف عن النفق وصمة عار) الأنسجة، وعلى النقيض من تشتته دوكس 1. على الرغم من الاشتقاق من البروتين قفيصة الفيروسية، يسلك HerPBK10 لا المناعية للكشف على المستويات العلاجية 2. بينما الأجسام المضادة الموجودة من قبل لاتش كله يمكن التعرف HerPBK10، أنهم غير قادرين على منع الخلية ملزم 2.
يقاس حجم الورم مع مرور الوقت هو الطريقة القياسية لتقييم الكفاءة العلاجية من العلاجات المستهدفة، واستخدمت لتقييم الكفاءة العلاجية من HerDox. وقد سمح هذا النهج مع المكمل في الجسم الحي وخارج الحي مضان التصوير كثافة لنا لتقييم أفضل استهداف كفاءة 7. قمنا بدمج تحديدا التصوير متحد البؤر الموقع من الأورام مع رفعه في التحليل الطيفي للدوكس مضان للتحقق من أن لا HerDoxر تراكمت فقط في الأورام في الجسم الحي ولكن توغلوا في خلايا الورم ودوكس تسليمها إلى السيتوبلازم والنواة 7. وعلاوة على ذلك التحليل الطيفي مكن لنا أن نميز بين دوكس مضان من تألق ذاتي 7.
نحن هنا لشرح بمزيد من التفصيل نهجنا لتقييم HerDox في الجسم الحي بعد الولادة النظامية، والأهم من ذلك، لتقييم الاستهداف من خلال أساليب التصوير المتعدد والتحليلات.
Protocol
Representative Results
Discussion
دوكس مضان يمكن كشفها في الجسم الحي باستخدام تصوير المتعدد عندما الأورام تحت الجلد. ومع ذلك، فإن جرعة علاجية فعالة من HerDox (0.004 ملغ / كلغ) تحت عتبة الكشف بعد جرعة واحدة. في المقابل، بعد 7 حقن يومية (1x/day لمدة 7 أيام)، وتراكم الورم والإبقاء على الجسيمات كافية لتمكين التص?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وقد تم تمويل هذا العمل من المنح المقدمة إلى LKM-K من المعاهد الوطنية للصحة / المعهد الوطني للسرطان (R01CA129822 وR01CA140995). د. المدينة المنورة، وذلك بفضل C. Kauwe ري، M. M-Kauwe وD. Revetto لاستمرار الدعم.
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).
