इस प्रोटोकॉल में, डॉक्सोरुबिक-लोडेड AS1411-जी-पीई-जी-खूंटी संशोधित सोने के नैनोकणों को तीन-चरण अमीस प्रतिक्रियाओं के माध्यम से संश्लेषित किया जाता है। फिर, doxorubicin लोड किया जाता है और कैंसर चिकित्सा के लिए कैंसर की कोशिकाओं को लक्षित करने के लिए दिया जाता है ।
दवा प्रतिरोध और स्वस्थ कोशिकाओं में विषाक्तता के कारण, डॉक्सोरुबिसिन (DOX) का उपयोग नैदानिक कैंसर चिकित्सा में सीमित किया गया है। यह प्रोटोकॉल पॉलीथीन ग्लाइकोल (पी-जी-खूंटी) कोपॉलिमर कार्यात्मक सोने के नैनोकणों (AuNPs) के साथ लोडेड एपटेमर (AS1411) और डोम्स के साथ ग्राफ्ट की गई पॉली (एथिलेनिमाइन) के डिजाइन का वर्णन करता है। AS1411 विशेष रूप से कैंसर कोशिकाओं पर लक्षित न्यूक्लियोलिन रिसेप्टर्स के साथ बंधुआ है ताकि DOX स्वस्थ कोशिकाओं के बजाय कैंसर कोशिकाओं को लक्षित करता है। सबसे पहले, खूंटी का कार्बोक्सिलेटेड है, फिर पी-जी-खूंटी कोपॉलिमर प्राप्त करने के लिए शाखाओं में बंटी पी को ग्राफ्ट किया जाता है, जिसकी पुष्टि 1एच एनएमआर विश्लेषण द्वारा की जाती है। इसके बाद, पी-जी-खूंटी कोपॉलिमर कोटेड गोल्ड नैनोकणों (पीई-जी-PEG@AuNPs) संश्लेषित किए जाते हैं, और DOX और AS1411 को धीरे-धीरे एयूएनपी के साथ-साथ अमे की प्रतिक्रियाओं के माध्यम से बंधुआ किया जाता है। तैयार AS1411-जी-DOX-g-pei-g-PEG@AuNPs का व्यास ~39.9 एनएम है, जिसमें -29.3 mV की जीटा क्षमता है, जो यह दर्शाता है कि नैनोकण पानी और सेल माध्यम में स्थिर हैं। सेल साइटोटॉक्सिकिटी परख बताती है कि नए डिजाइन किए गए डॉक्स लोडेड AuNPs कैंसर कोशिकाओं (A549) को मारने में सक्षम हैं। यह संश्लेषण AuNPs पर पी-जी-खूंटी कोपॉलिमर्स, एप्टामर्स और डॉक्स की नाजुक व्यवस्था को दर्शाता है जो अनुक्रमिक अमीद प्रतिक्रियाओं द्वारा प्राप्त किए जाते हैं। इस तरह के aptamer-पी-जी-खूंटी कार्यात्मक AuNPs कैंसर चिकित्सा में लक्षित दवा वितरण के लिए एक आशाजनक मंच प्रदान करते हैं ।
दुनिया भर में प्रमुख सार्वजनिक स्वास्थ्य समस्या होने के नाते, कैंसर को व्यापक रूप से कम इलाज दर, उच्च पुनरावृत्ति दर, और उच्च मृत्यु दर1, 2होने के रूप में चिह्नित कियाजाताहै। वर्तमान पारंपरिक कैंसर विरोधी तरीकों में सर्जरी, कीमोथेरेपी और रेडियोथेरेपी3शामिल हैं, जिनमें से कीमोथेरेपी क्लिनिक4में कैंसर रोगियों के लिए प्राथमिक उपचार है। क्लीनिकल इस्तेमाल की जाने वाले एंटीकैंसर दवाओं में मुख्य रूप से paclitaxel (PTX)5 और डॉक्सोरुबिकिन (DOX)6,7शामिल हैं । कैंसर साइटोटॉक्सिकिटी के फायदों और कैंसर सेल प्रसार8,9के अवरोध के कारण, एक एंटीनोप्लास्टी दवा, DOX को मोटे तौर पर नैदानिक कीमोथेरेपी में लागू किया गया है। हालांकि, डॉक्स कार्डियोटॉक्सीसिटी10, 11का कारण बनता है, और DOX का छोटा आधा जीवन क्लिनिक12में अपने आवेदन को प्रतिबंधित करता है। इसलिए, एक लक्षित क्षेत्र में नियंत्रित फैशन में DOX लोड करने और उप-आवश्यक रूप से डीडग्रेडेबल दवा वाहकों की आवश्यकता होती है।
नैनोकणों का व्यापक रूप से लक्षित दवा वितरण प्रणालियों में उपयोग किया गया है और कैंसर के इलाज में कई फायदे हैं (यानी, खासी सतह से मात्रा अनुपात, छोटे आकार, विभिन्न दवाओं को समझाने की क्षमता, और ट्यूनेबल सतह रसायन विज्ञान, आदि) 13,14,15. विशेष रूप से, सोने के नैनोकणों (AuNPs) का व्यापक रूप से जैविक और जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों में उपयोग किया गया है, जैसे फोटोथर्मल कैंसर थेरेपी16,17। 18कैंसर थेरेपी के नैदानिक क्षेत्र में ऑक्सील संश्लेषण और सामान्य सतह कार्यात्मकता जैसे AuNPs के अद्वितीय गुणों में उत्कृष्ट संभावनाएं हैं। इसके अलावा, AuNPs दवा वितरण रणनीतियों की पहचान करने के लिए इस्तेमाल किया गया है, ट्यूमर का निदान, और कई अध्ययनों में प्रतिरोध पर काबू पानेके लिए 19,20।
इसके बावजूद, AuNPs को उन्नत पारिमेशन और प्रतिधारण (ईपीआर) के माध्यम से ट्यूमर घावों पर उच्च स्थानीय रिहाई के माध्यम से दवा प्रतिरोध को दूर करने के लिए और अधिक सिलवाया जाना चाहिए, जैसे लक्ष्यीकरण और पहुंच गुण। पॉलीमर कार्यात्मक AuNPs ने हाइड्रोफोबिक एंटीकैंसर दवाओं की बेहतर जल घुलनशीलता और21, 22 लंबेसमय तक परिसंचरण समय जैसे अद्वितीयलाभोंका प्रदर्शन किया है। ऑएनपी कोटिंग्स के लिए विभिन्न जैव संगत पॉलिमर का उपयोग किया गया है, जैसे पॉलीथीन ग्लाइकोल (खूंटी), पॉलीथीलीनमाइन (पीई), हायलूरोनिक एसिड, हेपरिन और ज़ेंथन गम। फिर स्थिरता, साथ ही साथ AuNPs के पेलोड में अच्छी तरह से सुधार हुआ है23। विशेष रूप से, पी एक अत्यधिक शाखाकृत बहुलक है जो प्राथमिक, माध्यमिक और तृतीयक अमीन24की कई दोहराने वाली इकाइयों से बना है। पी में उत्कृष्ट घुलनशीलता, कम चिपचिपाहट और उच्च स्तर की कार्यक्षमता है, जो AuNPs पर कोटिंग के लिए उपयुक्त है।
दूसरी ओर, कैंसर रोधी दवाओं को बेहतर लोडिंग दक्षता के साथ सीधे कैंसर कोशिकाओं को वितरित करने की आवश्यकता है, और प्राथमिक और उन्नत मेटास्टैटिक ट्यूमर25के इलाज के लिए कम विषाक्तता के साथ। लक्षित लिगामेंट्स में कैंसर रोधी दवा लक्षित डिलीवरी सिस्टम26के लिए काफी संभावनाएं हैं । लक्ष्य अणु बाध्यकारी के लिए इसकी चयनशीलता विशिष्टता को लक्षित करने वाली कैंसर रोधी दवा प्रदान करती है और रोगग्रस्त ऊतकों में दवा संवर्धन को बढ़ाती है27। अधिक लिगामेंट्स में एंटीबॉडी, पॉलीपेप्टाइड्स और छोटे अणु शामिल हैं। अन्य लिगामेंट्स की तुलना में, न्यूक्लिक एसिड एप्टैमर्स को विट्रो में संश्लेषित किया जा सकता है और इसे संशोधित करना आसान है। AS1411 एक असंशोधित 26 बीपी फॉस्फोडिस्टर ओलिगोन्यूक्लियोटाइड है जोकैंसर कोशिकाओं28, 29,30पर विशेष रूप से एक अतिउप्रित लक्ष्य परमाणु प्रोटीन रिसेप्टर से बांधने के लिए एक स्थिर डिमरिक जी-टेट्रामर संरचना बनाता है। एएस1411 कई कैंसर कोशिकाओं के प्रसार को रोकता है लेकिन स्वस्थ कोशिकाओं के विकास को प्रभावित नहीं करता है31,32. नतीजतन, AS1411 का उपयोग एक आदर्श लक्षित दवा वितरण प्रणाली बनाने के लिए किया गया है।
इस अध्ययन में, एक पी-जी-खूंटी कोपॉलिमर को एक अमीस प्रतिक्रिया के माध्यम से संश्लेषित किया जाता है, फिर पी-जी-खूंटी कोपॉलिमर कोपित सोने के नैनोकण (पीई-जी-PEG@AuNPs) गढ़े जाते हैं। इसके अतिरिक्त, DOX और AS1411 क्रमिक रूप से तैयार पी-जी-PEG@AuNPs से जुड़े हुए हैं, जैसा कि चित्र 1में दिखाया गया है । इस विस्तृत प्रोटोकॉल का उद्देश्य शोधकर्ताओं को DOX और AS1411 से भरे नए पी-जी-PEG@AuNPs के निर्माण से जुड़े कई आम नुकसान से बचने में मदद करना है।
1एच एनएमआर स्पेक्ट्रम(चित्रा 2)सीटी-खूंटी कोपॉलिमर और पी-जी-खूंटी कोपॉलिमर के सफल संश्लेषण की पुष्टि करता है। खूंटी और पीई के आणविक वजन क्रमशः १,००० और १,२०० थे । इसके अतिरिक्त, ईडीसी/एनएच?…
The authors have nothing to disclose.
इस शोध को नेशनल नेचुरल साइंस फाउंडेशन ऑफ चाइना (31700840) द्वारा वित्त पोषित किया गया था; हेलन प्रांत की प्रमुख वैज्ञानिक अनुसंधान परियोजना (18B430013, 18A150049)। इस शोध को जायनू के युवा विद्वानों के लिए नन्हू स्कॉलर्स प्रोग्राम द्वारा समर्थित किया गया था। लेखक अपने सहायक कार्यों के लिए XYNU में लाइफ साइंसेज के कॉलेज से स्नातक छात्र Zebo Qu शुक्रिया अदा करना चाहते हैं । लेखक अपने उपकरणों के उपयोग के लिए XYNU के विश्लेषण और परीक्षण केंद्र को स्वीकार करना चाहते हैं ।
4-Dimethylaminopyridine | Macklin | D807273 | |
A549 cell | ATCC CCL-185TM | ||
AS1411 | BBI Life Sciences Corporation | 5'-d (TTTGGTGGTGGTGGTTGTGGTGGTGGTGG) FL-AS1411 (fluorophore-labeled AS1411) | |
Anhydrous Tetrahydrofuran (THF) | SinoPharm Chemical Reagent Co., Ltd | ||
Cell counting kit-8 (CCK-8) | Sigma Aldrich | 96992-500TESTS-F | |
Dichloromethane | Traditional Chinese medicine | 80047318 | |
Diethyl ether (Et2O) | SinoPharm Chemical Reagent Co., Ltd | ||
Dimethyl sulfoxide | Macklin | D806645 | |
Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) | Sigma Aldrich | ||
Doxorubicin hydrochloride | Rhawn | R017518 | |
Ether absolute | Traditional Chinese medicine | 80059618 | |
Field Emission Transmission Electron Microscope | FEI Company | Tecnai G2 F 20 | |
Gold(III) chloride trihydrate | Rhawn | R016035 | |
Laser Particle-size Instrument | Malvern Instruments Ltd | ZetasizerNanoZS/Masterszer3000E | |
Microplate Reader | Molecular Devices | SpectraMax 190 | |
N-(3-Dimethylaminopropyl)-N'-ethylcarbodiimide hydrochloride | Macklin | N808856 | |
N-Hydroxysuccinimide | Macklin | H6231 | |
NMR software | Delta 5.2.1 | ||
Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer | JEOL | JNM-ECZ600R/S3 | |
Origin 8.5 | OriginLab | ||
Penicillin | Sigma Aldrich | V900929-100ML | |
Phosphate-buffered saline | Sigma Aldrich | P4417-100TAB | |
Poly(ethylene glycol) | Sigma Aldrich | 81188 | BioUltra, average Mn ~ 1000 |
Poly (ethyleneimine) solution | Sigma Aldrich | 482595 | average Mn ~ 1200, 50 wt.% in H2O |
Sodium borohydride, powder | Acros | C18930 | |
Streptomycin | Sigma Aldrich | 85886-10ML | |
Succinic anhydride | Traditional Chinese medicine | 30171826 | |
Tetrahydrofuran | Traditional Chinese medicine | 40058161 | |
Triethylamine | Traditional Chinese medicine | 80134318 | |
UV/VIS/NIR Spectrometer | Lambda950 | Lambda950 | |
X-ray Photoelectron Spectrometer | Thermo Fisher Scientific | K-ALPHA 0.5EV |