Análise de Proteína Viral alvejado Nanopartículas entregue para tumores HER2 +
Summary
Este artigo detalha os procedimentos para a análise das nanopartículas tumor-alvo, Herdox imageamento óptico. Em particular, o uso detalhado do aparelho de imagem para detecção do tumor multimodo alvo e avaliar a penetração do tumor é descrito aqui.
Abstract
A nanopartícula HER2 + tumor-alvo, Herdox, apresenta acúmulo tumor preferencial e ablação de tumores de crescimento em um modelo animal de câncer HER2 +. Herdox é formada por auto-montagem não covalente de uma proteína de penetração nas células alvo do tumor com o agente de quimioterapia, doxorubicina, através de um pequeno ligante de ácido nucleico. Uma combinação de eletrofílico, intercalação e interações oligomerização facilitar a auto-montagem em partículas redondas 10-20 nm. Herdox exibe estabilidade no sangue, bem como em armazenamento prolongado a temperaturas diferentes. Entrega sistémica de Herdox em ratos portadores de tumor resulta na morte de células de tumor, sem efeitos adversos detectáveis para tecido não-tumoral, incluindo o coração e fígado (que sofrer danos marcados por doxorubicina não segmentados). HER2 elevação facilita direccionamento para células que expressam o receptor do factor de crescimento epidérmico humano, daí tumores exibindo níveis elevados de HER2 exibem uma maior acumulação de células em comparação com Herdox expressãocantar níveis mais baixos, tanto in vitro como in vivo. Imagem intensidade de fluorescência combinada com a análise espectral confocal e situ nos permitiu verificar em tumor vivo segmentação e penetração de Herdox após a entrega sistemática de células tumorais. Aqui detalhamos os nossos métodos para avaliar tumor alvo através de imagens multimodo após a entrega sistêmica.
Introduction
Tumor-alvo de quimioterapia tem o potencial de eliminar células cancerosas com uma dose mais baixa em comparação com as drogas irrelevantes porque a maior parte da terapia administrada pode acumular-se ao seu destino pretendido, em vez de distribuir a tecido não do tumor. A última situação iria diluir a eficácia do fármaco e, assim, requerem doses mais elevadas para ser eficaz, o tumor-alvo tem vantagens terapêuticas e segurança ao longo do tratamento não específico padrão.
Targeting quimioterapia por encapsulamento em nanopartículas automontadas permite que a droga permaneça quimicamente não modificado, em contraste com as drogas que são covalentemente ligados a moléculas alvo. Como tal ligação tem o potencial de alterar a actividade de ambos o fármaco e a molécula alvo; montagem não covalente permite que a potência da droga a ser retida.
Nós mostramos anteriormente que o romance de três componentes, complexo de auto-montados, Herdox, visa tumores HER2 + <em> In vivo e provoca a ablação de tumores de crescimento, poupando o tecido normal, incluindo o coração 1. Herdox é formado através de interacções não covalentes entre a proteína de ligação ao receptor de células-penetração, HerPBK10, e o agente quimioterapêutico, a doxorrubicina (Dox), através de um pequeno ligante de ácido nucleico. HerPBK10 se liga o factor de crescimento epidérmico humano (HER), e desencadeia a endocitose mediada pelo receptor de 2-4, enquanto que a penetração da membrana endossomal é conseguida através da incorporação do derivado de adenovírus penton base de proteína da cápside 4-6. Um domínio carregado positivamente com a proteína de ligação de ácido nucleico permite a 4, 5, através da qual o ADN-Dox intercalado pode ser transportado para a entrega alvo. Eletrofílica, intercalação e, possivelmente, as interações de oligomerização da proteína facilitar a auto-montagem em volta de 10-20 nm partículas que são estáveis no sangue e sob o armazenamento prolongado em temperaturas diferentes 1. Alvo preferencial para HER2 + células tumorais é facilitada pela afinidade de ligando aumentada quando HER2 é elevado.
Os nossos estudos anteriores mostraram que a administração sistémica de rendimentos Herdox acumulação preferencial em tumores de mais de tecido não-tumoral e em comparação com uma Dox irrelevantes, e a penetração de células tumorais in vivo, 7. Temos observado que as versões Herdox Dox após a entrada de células tumorais, permitindo a acumulação Dox no núcleo 1. Tumor-acumulação parece correlacionar-se com o nível do receptor, como tumores que expressam HER2 relativamente baixas acumulam menos Herdox em comparação com aqueles com níveis mais elevados comparativamente HER2 1. Além disso, a concentração efectiva de morte celular exibe uma correlação inversa com a exibição de HER2 em linhas de células de tumor que expressam superfície celular diferentes níveis de HER2 1. Herdox apresenta uma vantagem terapêutica e segurança sobre Dox irrelevantes, como a matança tumor ocorre em mais de dose de 10 vezes menor em comparação com a untarigualmente dirigido droga e não produz efeitos adversos detectáveis no coração (detectado por ecocardiografia e histológica mancha) ou fígado (detectado por coloração TUNEL) do tecido, em contraste com um Dox irrelevantes. Apesar de sua derivação a partir de uma proteína do capsídeo viral, HerPBK10 não apresenta imunogenicidade detectável em níveis terapêuticos 2. Considerando anticorpos pré-existentes para adenovírus todo pode reconhecer HerPBK10, eles são incapazes de impedir a ligação de 2 celular.
O volume do tumor medido ao longo do tempo é um método padrão de avaliação da eficácia terapêutica de terapêuticas específicas, e tem sido utilizada para avaliar a eficácia terapêutica do Herdox. Complementando esta abordagem com in vivo e ex vivo de imagens intensidade de fluorescência nos permitiu avaliar melhor direcionamento eficiência 7. Temos especificamente integrados in situ de imagem confocal de tumores excisados com a análise espectral de Dox fluorescência para verificar que nenhum Herdoxt só acumulou em tumores in vivo, mas penetrou nas células tumorais e Dox entregue no citoplasma e núcleo 7. A análise espectral, além disso, nos permitiu distinguir Dox fluorescência da autofluorescência 7.
Aqui demonstramos em maior detalhe a nossa abordagem para avaliar Herdox in vivo, após a administração sistémica, e mais importante, para avaliar a segmentação por métodos de imagem multimodo e análises.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dox fluorescência pode ser detectada in vivo utilizando o gerador de imagens multimodo quando os tumores são subcutâneas. No entanto, a dose terapeuticamente eficaz de Herdox (0,004 mg / kg) é inferior ao limiar de detecção, após uma única dose. Em contraste, após 7 injecções diárias (1x/dia durante 7 dias), a acumulação do tumor e retenção das partículas é suficiente para permitir a visualização de Dox fluorescência.
É essencial quando se trabalha com Dox ou q…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi financiado por subvenções a LKM-K dos Institutos Nacionais de Saúde / Instituto Nacional do Câncer (R01CA129822 e R01CA140995). Dr. Medina-Kauwe graças C. Rey, M. M-Kauwe e D. Revetto para apoio contínuo.
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 |
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