標的ウイルスタンパク質の分析はHER2 +腫瘍に配信ナノ粒子
Summary
この記事の詳細腫瘍標的ナノ粒子、HerDoxの光学イメージング解析のための手続き。特に、ターゲティングおよび腫瘍浸透性を評価する腫瘍を検出するためのマルチモードの撮像装置の詳細な使用がここで記載されている。
Abstract
HER2 +腫瘍標的ナノ粒子、HerDoxは、HER2 +癌の動物モデルにおいて腫瘍優先的な蓄積および腫瘍増殖アブレーションを示す。 HerDoxは、小さな核酸リンカーを介して、化学療法剤、ドキソルビシン、腫瘍標的細胞透過タンパク質の非共有結合性の自己集合によって形成される。求電子性、インターカレーション、及びオリゴマーの相互作用の組み合わせは、ラウンド10〜20 nmの粒子に自己組織化を促進する。 HerDoxは異なる温度で血液中と同様、拡張ストレージに安定性を示す。心臓と肝臓（非標的ドキソルビシンによってマークされた被害を受けている）を含む非腫瘍組織には検出副作用、腫瘍細胞死における担癌マウス結果のHerDoxの全身送達。 HER2上昇が上昇したHER2のレベルを表示する腫瘍細胞の発現と比較して、よりHerDox蓄積を示すため、ヒト上皮成長因子受容体を発現する細胞を標的容易インビトロおよびインビボの両方で 、より低いレベルを歌う。 現場共焦点とスペクトル解析にと組み合わせる蛍光強度イメージングは、私たちが標的生体内腫瘍と全身送達後HerDoxの腫瘍細胞の浸透に確認することができました。全身送達後のマルチモードイメージングを介して標的の腫瘍を評価するためここでは詳細私たちの方法を。
Introduction
腫瘍ターゲティング化学療法の、配信療法のよりは、その目的の宛先に蓄積ではなく、非腫瘍組織に配布することができるので、関連性の低い薬に比べ低用量でがん細胞を排除する可能性を秘めている。後者の状況は、薬物の有効性を希釈し、より高い用量が効果的であることが必要となるので、腫瘍標的は、標準的な非標的治療上の両方の治療と安全性の利点があります。
自己組織化ナノ粒子にカプセル化することにより化学療法を標的とする薬剤が化学的に共有結合する分子を標的にリンクされている薬とは対照的に変更されていないままにすることができます。などの結合は、薬物および標的分子の両方の活性を変化させる可能性を有し、非共有結合アセンブリは、薬物の効力を保持することができる。
我々は以前に新規な三成分、自己組織化錯体、HerDoxは、HER2 +腫瘍を標的とすることが示されている<em> in vivoおよび心臓1を含む、正常組織を温存しながら腫瘍成長アブレーションを引き出す。 HerDoxは、小さな核酸リンカーを介して結合受容体細胞侵入タンパク質、HerPBK10、及び化学療法剤、ドキソルビシン（ドキシサイクリン）の間の非共有結合性相互作用を介して形成されている。 HerPBK10は、ヒト上皮成長因子受容体（HER）と結合し、エンドソーム膜の浸透は、アデノウイルス由来のペントンベースキャプシドタンパク質4-6の取り込みを介して行われている間、受容体を介したエンドサイトーシス2-4をトリガします。タンパク質上の正に帯電したドメインは、DNAインターカレードキシサイクリンを標的送達のために輸送することができるような核酸結合4,5を可能にする。求電子性、インターカレーション、及びおそらくはオリゴマー化タンパク質の相互作用は、血液や異なる温度1に長期貯蔵で安定である平均10〜20 nmの粒子に自己組織化を促進する。彼女にターゲティング優遇HER2が上昇したとき2 +腫瘍細胞を増強リガンド親和性によって促進される。
我々の以前の研究では、非腫瘍組織上および非標的Doxを1、およびin vivo 7 中の腫瘍細胞への浸透と比較して、腫瘍におけるHerDox利回り優遇蓄積のその全身送達を示している。我々は核1にDoxの蓄積を可能にし、腫瘍細胞侵入後HerDoxリリースDoxのことを観察した。腫瘍蓄積は比較的低HER2発現腫瘍は比較的高いHER2レベル1のものに比べてより少ないHerDox蓄積として、受容体レベルと相関することが表示されます。また、効果的な細胞死濃度が異なる細胞表面のHER2のレベル1を発現する腫瘍細胞株に対するHER2ディスプレイと逆相関を示す。腫瘍殺害解凍に比べて10倍も低い用量で発生するとHerDoxは、非標的ドックス以上の治療と安全優位性を発揮geted薬とは関連性の低いDoxの1とは対照的に、心臓（心エコー検査および組織学的染色によって検出された）や肝臓（染色TUNELによって検出された）組織には検出可能な悪影響をもたらしません。ウイルスキャプシドタンパク質からの派生にもかかわらず、HerPBK10は治療レベル2での検出可能な免疫原性を示さない。全体アデノウイルスに既存の抗体がHerPBK10を認識することができる一方で、彼らは、2細胞結合を防止することができない。
経時的に測定した腫瘍体積は、標的治療の治療効果を評価するための標準的な方法であり、HerDoxの治療効果を評価するために採用されている。 生体とex vivoでの蛍光強度イメージングでこのアプローチを補完する、私たちはより良い効率7をターゲットに評価することができました。我々は、特にそのHerDoxないことを確認しないようにDoxを蛍光のスペクトル分析で切り出した腫瘍の in situ共焦点イメージングに統合されているtは唯一のin vivoで腫瘍に蓄積されますが、細胞質と核の7への腫瘍細胞と配信ドキシサイクリンに浸透。スペクトル解析はさらに自家7からDoxの蛍光を区別することができました。
ここでは、全身送達後にin vivoで HerDoxを評価するための、より詳細に我々のアプローチを実証し、そして最も重要なのは、評価するためのマルチモードイメージング法と分析を通してターゲティング。
Protocol
Representative Results
Discussion
腫瘍は皮下あるときDoxの蛍光はマルチイメージャを用いたin vivoで検出することができます。しかし、HerDoxの治療有効用量（0.004 mg / kg体重）を単回投与した後、検出しきい値を下回っている。対照的に、7毎日注射（7日間1x/day）の後、粒子の蓄積および腫瘍保持はDoxの蛍光の可視化を可能にするのに十分である。
ドキシサイクリンまたはクリーン技術が使用されて?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、健康/国立がん研究所の国立研究所（R01CA129822とR01CA140995）からLKM-Kへの補助金によって賄われていた。継続的なサポートのためにメディナ-Kauweのおかげでレイ、M. M-KauweとD. Revetto博士。
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).
