Extracto
Antecedentes
Las nanopartículas magnéticas (NPS) cargadas con fármacos antitumorales en combinación con un campo magnético externo (EMF) guiada por la entrega puede mejorar la eficacia del tratamiento y pueden disminuir secundario grave efectos. El propósito de este estudio fue 1) para investigar la aplicación de PEG modificado GMNPs (PGMNPs) como un portador de fármaco de la doxorrubicina compuesto quimioterapia (DOX)
in vitro
; 2) evaluar la eficacia terapéutica de DOX conjugado PGMNPs (DOX-PGMNPs) utilizando una entrega EMF guiada por
in vivo
.
Métodos
En primer lugar, DOX-PGMNPs se sintetiza y se evaluó la citotoxicidad de DOX-PGMNPs
in vitro
. En segundo lugar, después de la administración intravenosa de dox PMGPNs a ratones portadores de tumor de células de hepatoma H22, se midió la biodistribución DOX en diferentes órganos (tejidos). La actividad antitumoral se evaluó utilizando diferentes estrategias de tratamiento, tales como DOX-PMGPNs o DOX-PMGPNs con una entrega EMF-guiada (DOX-PGMNPs-M).
Resultados
Los volúmenes tumorales relativos en DOX-PGMNPs-M, DOX-PGMNPs y grupos DOX fueron 5,46 ± 1,48, 9,22 ± 1,51 y 14,8 ± 1,64, respectivamente (cada
p Hotel & lt; 0,05), después del tratamiento durante 33 días. La vida de los ratones portadores de tumores tratados con DOX-PGMNPs-M, DOX-PGMNPs, y DOX fueron 74,8 ± 9,95, 66,1 ± 13,5 y 31,3 ± 3,31 días, respectivamente (cada
p Hotel & lt; 0,05 ).
Conclusión
Este diseño simple y adaptable nanopartícula puede acomodar a la quimioterapia para la optimización de la administración de fármacos y
in vivo
definición fármaco-diana en perfiles de la biología de sistemas, aumentando el margen de la seguridad en el tratamiento de cáncer en un futuro próximo
Visto:. Chao X, Z Zhang, Guo L, Zhu J, M Peng, Vermorken AJM, et al. (2012) una novela de nanopartículas magnéticas de Drogas Carrier para la quimioterapia del cáncer mejorada. PLoS ONE 7 (10): e40388. doi: 10.1371 /journal.pone.0040388
Editor: Efstathios Karathanasis, Case Western Reserve University, Estados Unidos de América
Recibido: Enero 15, 2012; Aceptado: 6 Junio 2012; Publicado: 8 Octubre 2012
Copyright: © Chao et al. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution License, que permite el uso ilimitado, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el autor original y la fuente se acreditan
Financiación:. Este trabajo fue apoyado por el Nacional de Investigación y Desarrollo de alta Tecnología (863) Programa de China (2006AA020705). La fuente de financiación no tenía papel en el diseño del estudio, la recogida y análisis de datos, decisión a publicar, o la preparación del manuscrito
Conflicto de intereses:.. Los autores han declarado que no existen intereses en competencia
Introducción
compuestos quimioterapéuticos convencionales se distribuyen de manera no específica en el cuerpo, lo que afecta indiscriminadamente tanto las células sanas normales, así como de rápida proliferación células cancerosas. Por esta razón, para la dosis terapéutica deseada para alcanzar el tumor, los efectos secundarios se producen en la mayoría de los casos debido a los niveles de toxicidad altos. La falta de especificidad de orientación de los agentes quimioterapéuticos convencionales hace que las nanopartículas magnéticas (MNPS) nanoportadores atractivos de drogas. Por ejemplo, los compuestos quimioterapéuticos se pueden conjugar con MNPs y pueden ser dirigidos específicamente a tumores localizados por un campo magnético externo (EMF) de entrega guiada por
in vivo
[1], [2]. MNPs están siendo ampliamente investigado para el uso como vehículos de fármacos [3], [4]. Un EMF se coloca y se centra sobre el sitio diana (es decir, el tumor o tumores). La dirección de la fuerza EMF permite nanopartículas complejos /agentes terapéuticos que se administran mediante inyección intra-arterial o intravenosa para entrar en el área del tumor. El fármaco EMF guiada mejora la eficacia terapéutica localizada de fármacos conjugados y disminuye la toxicidad sistémica [1], [4], [5].
Las nanopartículas de oro se han usado como portadores para investigar tumor, dirigido de suministro de fármacos y el láser tratamiento del cáncer debido a su mejor compatibilidad y la circulación [6] - [8]. Por otro lado, los micronutrientes en polvo cooperó con polímero se han demostrado ser un vehículo atractivo como vehículo de suministro de drogas [9]. Estos micronutrientes en polvo no sólo podría drogas pareja en su superficie, sino también la respuesta a una FEM. Fe
3O
4 /nanopartículas de oro (GoldMag PN /GMNPs) tiene una estructura de núcleo /corteza que se sintetiza por la reducción de Au
3+ con hidroxilamina en presencia de Fe
3O
4 [10], [11]. Como resultado, GMNPs se magnetizan, con lo que las partículas sensibles a campos magnéticos aplicados posteriormente debido a la Fe
3O
4 núcleo. Por otra parte, las biomoléculas (por ejemplo, anticuerpos, antígenos, y algunos compuestos quimioterapéuticos) se pueden acoplar fácilmente a la superficie de estos GMNPs sin la necesidad de agentes de reticulación adicionales [12] - [16]. Las proteínas plasmáticas adsorbidos sobre nanopartículas se eliminan rápidamente por el sistema reticuloendotelial (RES) [17] - [20]. Las nanopartículas pueden ser recubiertos con polímeros hidrófilos, tales como polietilenglicol (PEG), que se utilizan para dispersar las partículas de fármaco con el fin de aumentar su vida media en la sangre y para reducir al mínimo o prevenir la adsorción de proteínas, evitando así aclaramiento RES [21] , [22]. PEG es un polímero hidrófilo flexible que puede ser utilizado como un segmento formador de la envolvente. La densa PEG shell permite un alto grado de biocompatibilidad y también dota a la micela con un carácter stealth en el compartimento de la sangre, por lo tanto el logro de un largo tiempo de circulación [21] - [23]. GMNPs modificadas con PEG (PGMNPs) se han sintetizado y caracterizado como vehículos de fármacos, que tienen una magnetización saturada de 34 emu /g con un diámetro medio de 50 nm y eran suspensión homogénea sin agregación en PBS [12].
doxorrubicina (DOX) quimioterapia basada exhibe solamente una actividad antitumoral modesto con efectos adversos tolerables en pacientes con carcinoma avanzado hepatocelular (HCC) [24]. Los propósitos de este estudio fueron: 1) para investigar la cinética de DOX-PGMNPs conjugación y la liberación de DOX de DOX-PGMNPs
in vitro
; 2) evaluar la citotoxicidad del conjugado DOX-PGMNPs usando una línea celular de hepatoma de ratón (H22)
in vitro
; y 3) evaluar la eficacia terapéutica del conjugado DOX-PGMNPs utilizando una entrega EMF-guiado y celular de hepatoma H22 ratones portadores de tumores
in vivo
.
Materiales y Métodos
ratón línea celular de hepatoma H22 y modelo de ratón portador de un tumor
Todos los animales fueron alojados y manipulados de acuerdo con las directrices Institucional de Cuidado de animales y el empleo Universidad del noroeste y todos los animales de trabajo fue aprobado por el comité correspondiente (IACUC 0000125 y 0000125B-4). El protocolo fue aprobado por el comité de ética (de la Universidad del Noroeste 035/2009) comité de ética local y todos los animales recibieron atención humanitaria de conformidad con los "Principios de Cuidado de Animales de Laboratorio" formulados por la Sociedad Nacional para la Investigación Médica y la "Guía para la Cuidado y uso de Animales de laboratorio ", publicado por los Institutos nacionales de Salud (NIH Publication No. 86-23, revisada en 1996).
La línea celular de hepatoma de ratón H22 se cultivó en medio RPMI-1640 suplementado con 10% FBS, 100 unidades /ml de penicilina y 100 mg /ml de estreptomicina a 37 ° C y 5% de CO
2. los ratones Balb /c (de 4 a 8 semanas de edad, machos, peso corporal 26 ± 5 g) fueron alojados (un ratón por jaula) en condiciones libres de patógenos específicos, se mantuvieron en un ciclo de luz-oscuridad de 12 horas con temperatura controlada (20-24 ° C), y se les dio comida estéril. El modelo de ratón portador de un tumor se ha generado por la inyección subcutánea de 4 × 10
5 H22 células con 50 l de solución salina tamponada con fosfato (PBS) en el flanco derecho afeitado. El protocolo de tratamiento requiere los ratones para ser anestesiados y estos fueron anestesiados con ketamina (80 mg /kg) y xilazina (3 mg /kg), y acepromacina (2 mg /kg) mediante inyección intraperitoneal (IP). Si se necesita una dosis adicional, se utilizó la ketamina sola.
Síntesis de conjugados de DOX-PGMNPs
PGMNPs fueron sintetizados y caracterizados como nanoportadores de medicamentos descritos anteriormente. PGMNPs con el promedio de diámetro de ~ 50 nm se utilizaron en este estudio [12]. Aproximadamente 0,2 ml de PGMNPs (10 ml /mg) suspensiones se añadieron a 5 ml tubos de centrífuga, y magnéticamente separados por un separador magnético (GoldMag Nanobiotec, Xian, China); se descartó el sobrenadante. Se añadió un total de 2 ml de diversas concentraciones de DOX (0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6 mg /ml) a la PGMNPs precipitado. Las mezclas se incubaron en un agitador a temperatura ambiente durante 4 hrs. El conjugado DOX-PGMNPs se separó magnéticamente y el contenido de fármaco que queda en el sobrenadante se midió con cromatografía líquida de alta resolución (HPLC, Shimadzu instrumento 2010A, Shimadzu, Japón). El análisis por HPLC se realizó utilizando una bomba binaria, horno de columna y detector UV. software solución LC se utilizó para el análisis de datos. La separación cromatográfica se realizó en un Inertsil ® ODS-SP columna analítica (150 mm x 4,6 mm, 5 micras, Shimadzu, Japón) con la temperatura de la columna ajustado a 25 ° C. Una elución isocrática se realizó después de 15 min con ácido acético al 0,1% y acetonitrilo en la relación (v /v). 72/28 El caudal fue de 0,8 ml /min, la longitud de onda del detector se fijó a 254 nm, y el volumen de inyección fue de 20 l. La carga de fármaco (%) en la superficie de las PGMNPs se calculó usando la siguiente ecuación:. La carga de fármaco (%) = (la masa de fármaco en PGMNPs /la masa de PGMNPs) × 100%
liberación de DOX estudio
in vitro
se suspende un total de 5 mg del conjugado DOX-PGMNPs (DOX carga 8,2%) en 15 ml de PBS (pH 7,4). El medio de liberación se colocó en un incubador con agitación a 37 ± 0,5 ° C y 180 rpm durante 15 min. PGMNPs se separaron entonces, y se retuvo una alícuota del sobrenadante (0,5 ml). La concentración de DOX en el sobrenadante se cuantificó mediante HPLC y se calculó la cantidad de DOX liberado de los PGMNPs. La liberación del fármaco (%) a partir del conjugado DOX-PGMNPs se calculó en diferentes puntos de tiempo utilizando la siguiente ecuación:. La liberación del fármaco (%) = (masa de fármaco en el sobrenadante /masa de fármaco conjugado originalmente en el PGMNPs) x 100%
citotoxicidad de PGMNPs y el conjugado DOX-PGMNPs en cultivo de células H22
Un volumen de 180 l de H22 las células se sembraron en placas de 96 pocillos (4.000 células /pocillo). El día siguiente, se añadió 20 l DOX (0,4, 4, 8, 20 o 40 mg /ml) o 20 l de conjugado DOX-PGMNPs (4,88, 48,8, 97,6, 244 o 488 mg /ml) a las suspensiones de células H22 (DOX tasa de carga 8,2%). En ambos casos, la concentración final de DOX era el mismo (0,04, 0,4, 0,8, 2 y 4 mg /ml). Las células se trataron con varias concentraciones de DOX (de la solución de DOX o conjugado DOX-PGMNPs) en placas de 96 pocillos a 37 ° C y 5% de CO
2 ambiente durante 24 hrs.
La citotoxicidad de equivalente cantidades de PGMNPs (en comparación con DOX-PGMNPs conjugado) se evaluó también. Las células control fueron cultivadas en medio solamente. Se añadió bromuro de tiazolilo azul tetrazolio (25 l de 5 mg /ml) (MTT, AMRESCO Inc, Solon, OH) a cada pocillo y se incubó durante 4 hrs. El medio de cultivo se retiró de los pocillos y se reemplazó con 150 l de dimetilsulfóxido (DMSO, BioTek, Winooski, VT). Después de agitar suavemente durante 15 min a 25 ° C, la solución de DMSO se transfirió a tubos de centrifugación y se centrifugó a 2000 rpm durante 5 min. A continuación, la absorbancia se midió a 570 nm con un lector de microplacas universal Elx-800 (BioTek, Winooski, VT). La tasa de inhibición de las células se calculó usando la fórmula: Tasa de inhibición de las células = (1-A
Prueba /A
Control) x 100%; donde A
Test es la absorbancia de los pocillos experimentales y A
El control es la absorbancia de los pocillos de control. La concentración inhibidora semimáxima (IC
50; la concentración del fármaco correspondiente al 50% de inhibición del crecimiento) se calculó utilizando SigmaPlot software 9.0 (Systat Software Inc., San Jose, CA) y el 4-parámetro de la función logística análisis de la curva estándar para respuesta a la dosis
DOX biodistribución en ratones portadores de tumores y experimentos de quimioterapia
Los ratones portadores de tumores H22 se dividieron aleatoriamente en 4 grupos.; Grupo I (grupo de DOX) se inyectó con 0,15 ml DOX disuelto en solución salina fisiológica (0,82 mg /ml); Grupo II (grupo DOX-PGMNPs) se inyectó con 0,15 ml DOX-PGMNPs suspensión de conjugado (10 mg /ml PGMNPs, DOX carga 8,2%); Grupo III (grupo DOX-PGMNPs-M) se inyectó con 0,15 ml DOX-PGMNPs suspensión de conjugado (10 mg /ml, DOX carga 8,2%) usando un EMF 0,5 tesla (T 0,5 imán permanente, Universidad Politécnica del Noroeste, Xian, China) aplica sobre el tumor durante 2 horas; y se inyectó Grupo IV (grupo de control) con 0,15 ml de solución salina fisiológica sola para servir como un control. Las dosis se normalizaron a 5 mg DOX por kg de peso corporal cuando el volumen del tumor alcanzó 50 a 100 mm
3 (~ 10 días después de la inoculación de células tumorales). Se inyectó el volumen de 150 l a través de la vena de la cola y el tratamiento se llevó a cabo tres veces sin intervalo de tres semanas
medición de DOX biodistribución:. ratones (Grupo I, Grupo II y Grupo III, n = 6 para cada grupo) se sacrificaron después de 0,5 h de tratamiento para la medición de DOX biodistribución. La sangre, los órganos principales (corazón, pulmón, hígado, bazo, riñón), y el tumor de cada ratón se recogieron para el análisis cuantitativo de la biodistribución DOX. La sangre se centrifugó a 5000 rpm durante 1 min a 4 ° C y el sobrenadante se obtuvo mediante la adición de 180 metanol l y 20 l de solución de estándar interno (0,2 mg /solución daunorrubicina ml disuelto en metanol) a un tubo de 2 ml que contiene 200 plasma l. Para el órgano (corazón, pulmón, hígado, bazo, riñón) y muestras de tumor, los tejidos congelados se pesaron y se homogeneizaron en 4 ° C en 0,9% de NaCl a un volumen total de 10 ml, y se centrifugaron a 5000 rpm durante 1 min a 4 ° C para recuperar el sobrenadante.
Un volumen total de 200 l de la plasma, o el sobrenadante de tejido homogeneizado, o las muestras de tumor se mezcló entonces con 180 metanoles mu l y 20 l de soluciones de estándar interno, seguido 0,4 g de sulfato de sodio. La mezcla se homogeneizó mediante agitación durante 5 min y después se incubaron a 4 ° C durante 1 hr. Después de la incubación de 1 h, la mezcla se centrifugó a 12.000 rpm durante 15 min. El sobrenadante (50 l) se analizó por HPLC y se midió la cantidad de DOX en las muestras de tejido y del tumor. Finalmente, se calculó el porcentaje de dosis inyectada por gramo de tejido de las muestras de tejido y de tumor
experimentos Quimioterapia:. Ratones portadores de tumores H22 (4 grupos; para cada grupo, n = 18) fueron utilizados y el tratamiento se realizó como se ha descrito anteriormente. El efecto antitumoral se evaluó mediante los siguientes pasos: 1) seis ratones fueron sacrificados para cada grupo en la 24
TH días después del tratamiento. Los tumores se recogieron y se fijaron en formalina al 10%, embebidos en parafina y se seccionaron (5 micras coupés) para hematoxilina-eosina (HE) tinción con fines de examen microscópico; 2) tamaños tumorales (4 grupos; para cada grupo, n = 12) se midieron mediante un calibre antes de la terapia y cada tres días después del tratamiento utilizando la siguiente ecuación: volumen del tumor (V, mm
3) = (longitud tumor × anchura del tumor)
2/2. La duración de la vida de cada animal también fue registrada. El volumen relativo del tumor se calculó a partir V = V /V
0, donde V
0 es el volumen del tumor en el inicio del tratamiento. Los criterios de valoración del efecto antitumoral se evaluó por el grado de inhibición del crecimiento del tumor y la duración de la vida después del tratamiento.
El análisis estadístico
Los datos cuantitativos se expresan como media ± desviación estándar (SD). Las medias se compararon mediante la prueba t de Student donde
p
valores. & Lt; 0,05 se consideró estadísticamente significativa
Resultados
Eficiencia de DOX de carga en la superficie de PGMNPs
la cantidad de DOX conjugado con 2 mg PGMNPs era directamente proporcional a la cantidad de DOX añadió. El DOX carga varió de 2,98% a 10,78% en función de la cantidad de DOX usado (0,2 a 1,2 mg). La tasa de carga de saturación cuando DOX superó 0,6 mg (Fig. 1A) alcanzado.
(A) La eficiencia de DOX de carga sobre la superficie de PGMNPs se analizó por HPLC. La cantidad de DOX conjugado con PGMNPs se correlacionó positivamente con la masa DOX añadió. (B) de liberación de DOX conjugados de DOX-PGMNPs se analizó por HPLC. Se observó que la liberación lenta y constante y controlada de DOX.
liberación de DOX conjugados de DOX-PGMNPs
in vitro
La liberación de DOX acumulada desde DOX- PGMNPs conjugado se muestra en la Figura 1B. En las primeras 0,5 horas, el 20,4% de DOX fue puesto en libertad, mientras que el 60,1% de DOX fue lanzado en 8 hrs. Posteriormente, las cantidades de liberación de DOX fueron 79,3%, 90,2% y 91,3% a las 20 horas, 48 horas y 72 horas, respectivamente. La liberación DOX máxima (92.2%) de la superficie de los PGMNPs se logró a 100 horas.
citotoxicidad de PGMNPs y DOX-PGMNPs
La tasa de inhibición de las células se determinó usando el ensayo de MTT y los resultados se muestran en la Figura 2. la citotoxicidad de DOX y dox PGMNPs presentado en la Figura 2A, que muestra que la tasa de inhibición de las células se incrementó con el aumento de concentración de fármaco. La tasa de inhibición de las células de DOX fue modestamente más alto que el del grupo de DOX-PGMNPs (IC
50 valores fueron 0,530 ± 0,010 mg /ml y 0,652 ± 0,056 g /ml (
p
& gt; 0,05) , respectivamente). Por otra parte, si se compara con el grupo de DOX-PGMNPs, PGMNPs sola no afectaron H22 celular de hepatoma proliferación /viabilidad (Fig. 2B).
suspensión de células H22 (A) fueron tratados con DOX o conjugado DOX-PGMNPs. suspensión (B) H22 células fueron tratadas por PGMNPs o conjugado DOX-PGMNPs.
biodistribución DOX en los tejidos
El porcentaje de dosis inyectada por gramo de tejido en los tumores de los ratones del DOX- grupo PGMNPs-M, grupo DOX-PGMNPs, y el grupo de DOX eran 4,51%, 0,627% y 0,741%, respectivamente (Fig. 3). Por lo tanto, nuestros resultados muestran que las concentraciones de DOX en los tumores de los ratones del grupo de DOX-PGMNPs-M fueron significativamente más altos que los del grupo DOX-PGMNPs o el grupo DOX (cada
p
& lt; 0,05). El porcentaje de dosis inyectada por gramo de tejido en la sangre de los ratones del grupo de DOX-PGMNPs-M, el grupo DOX-PGMNPs, y el grupo de DOX era 0,765%, 0,876% y 1,07%, respectivamente (para cada grupo
p Hotel & gt; 0,05). El porcentaje de dosis inyectada por gramo de tejido en los hígados del grupo de DOX-PGMNPs-M, el grupo DOX-PGMNPs, y el grupo de DOX fueron 1,23%, 1,33% y 0,402%, respectivamente. Por lo tanto, no se observó diferencia significativa entre los niveles de DOX que se encuentran en los hígados de ratones de los grupos de DOX-PGMNPs y DOX-PGMNPs-M (
p
& gt; 0,05). Sin embargo, la concentración de DOX hígado parece ser mucho menor en los ratones del grupo de DOX en comparación con los ratones en los grupos de DOX-PGMNPs-M o DOX-PGMNPs (cada
p Hotel & lt; 0,05). Curiosamente, las mayores concentraciones de DOX se encontraron en el bazo. El porcentaje de dosis inyectada por gramo de tejido a partir de bazos de ratones fueron 3,52%, 6,49% y 0,634% reportado en el DOX-PGMNPs-M, el DOX-PGMNPs, y los grupos de DOX, respectivamente (cada
p & lt
; 0,05). Se observaron concentraciones muy bajas de DOX en los otros órganos (corazón, pulmón y riñón, por ejemplo,) para los tres grupos (DOX, DOX-PGMNPs, y DOX-PGMNPs-M). Francia El porcentaje de dosis inyectada
por gramo de tejido en los tumores de los ratones en el grupo de DOX-PGMNPs-M era mucho más alta que en los tumores de los ratones en el grupo de DOX-PGMNPs o el grupo DOX. DOX (H22 ratones portadores de tumores que se trataron con doxorrubicina; DOX-PGMNPs (H22 ratones portadores de tumores que se trató con suspensión de conjugado DOX-PGMNPs); DOX-PGMNPs-M (H22 ratones portadores de tumores de inyección DOX-PGMNPs suspensión conjugado y sometido a un 0,5 Tesla EMF enfoca sobre el tumor durante 0,5 horas) *
p
. & lt; 0,05; **
p
. & lt; 0,01 en comparación con los controles utilizando la prueba t de Student no pareada
los estudios histológicos
el tejido tumoral se investigó mediante tinción HE. No se observaron células necróticas y vacuolas la mayoría de los tumores del grupo de DOX-PGMNPs-M. No se observaron Unas pocas células necróticas en tumores de los grupos de DOX y DOX-PGMNPs, mientras que se observaron células tumorales viables solamente en los tumores del grupo de control (Fig. 4).
(hematoxilina y eosina, × 400 aumentos). Un gran número de células necróticas así como se observaron vacuolas en los tumores en los ratones del grupo de DOX-PGMNPs-M (D), mientras que sólo unas pocas células tumorales necróticas se podía ver en los tumores en ratones de la DOX (B) o grupos de DOX-PGMNPs (C) . Mayormente se observaron células tumorales viables en los tumores del grupo de control de ratón (A).
Influencia de DOX-PGMNPs sobre el crecimiento tumoral
curvas de crecimiento del tumor resultantes de diferentes tratamientos con fármacos de portadores de tumores de células de hepatoma H22 ratones se muestra en la Figura 5. el volumen relativo del tumor del grupo de DOX-PGMNPs-M, grupo DOX-PGMNPs, grupo DOX y el grupo control se determinaron 21 días después del inicio de diversos protocolos de tratamiento; eran 3,98 ± 2,12, 4,96 ± 1,45, 7,08 ± 1,68 y 7,92 ± 1,73, respectivamente. En 21 días, el tratamiento DOX-PGMNPs-M proporcionó una inhibición efectiva del crecimiento del tumor que fue comparable a los encontrados para las otras estrategias de tratamiento (
p
& lt; 0,05). Cabe destacar que en este punto de tiempo (a los 21 días), no hubo diferencia significativa entre la inhibición efectiva de crecimiento tumoral en el grupo de DOX y el grupo DOX-PGMNPs (
p
& gt; 0,05). Sin embargo, al día 33 (después del comienzo de los diversos protocolos de tratamiento), la inhibición del crecimiento del tumor fue mayor en el grupo de DOX-PGMNPs-M. El volumen relativo del tumor en el grupo de DOX-PGMNPs-M fue 5,46 ± 1,48, en el grupo de DOX-PGMNPs era 9,22 ± 1,51, en el grupo de DOX era 14,8 ± 1,67, y en el grupo control fue de 24,3 ± 1,95 (para cada
p Hotel & lt; 0,01). Cabe señalar que se observó una diferencia significativa en el porcentaje fraccional de volumen del tumor entre los grupos tratados con DOX, con DOX-PGMNPs y con DOX-PGMNPs-M (
p
& lt; 0,05).
la inhibición efectiva del crecimiento del tumor puede ser visto como resultado de las estrategias de tratamiento DOX-PGMNPs y DOX-PGMNPs-M. La misma dosis de doxorrubicina se inyectó a los ratones modelo H22 llevando los tumores de DOX, DOX-PGMNPs y DOX-PGMNPs-M. La solución salina fisiológica mismo volumen inyectado a un tumor H22 -bearing modelo de ratón como control. *
p Hotel & lt; 0,05; **
p Hotel & lt; 0,01 en comparación con los controles utilizando la prueba t de Student no pareada
Influencia de DOX-PGMNPs en la duración de la vida
La tasa de supervivencia del tumor. ratones llevando los tratados con DOX-PGMNPs-M, DOX-PGMNPs, DOX y el grupo control disminuyó con el tiempo. La tasa de supervivencia de ratones portadores de tumores tratados con DOX-PGMNPs-M, DOX-PGMNPs, DOX y el grupo control fueron 75%, 66,7%, 33,3% y 16,7% después del tratamiento durante 33 días (Fig. 6A).
(a) la supervivencia como una función del tiempo de los ratones portadores de tumor del grupo de DOX-PGMNPs-M. (B) Hay una mayor vida útil significativamente de los ratones portadores de tumores del grupo DOX-PGMNPs-M.
La vida de los ratones portadores de tumores tratados con DOX-PGMNPs-M, DOX-PGMNPs, DOX y el grupo control fue de 74,8 ± 9,95, 66,1 ± 13,5, 31,3 ± 3,31 y 25,8 ± 10,1 días, respectivamente (cada
p Hotel & lt; 0,05) (figura 6B.). La vida de los ratones en el grupo de DOX-PGMNPs y el grupo de DOX-PGMNPs-M fue significativamente más largo que de los del grupo de DOX o en el grupo control (cada
p
& lt; 0,05). Además, la vida de los ratones en el grupo de DOX-PGMNPs-M fue significativamente más largo que de los del grupo de DOX-PGMNPs (
p
& lt; 0,05).
Discusión
es muy crítico para el fármaco adsorbido sobre las partículas, puede soltarse del portador. También el portador de transferencia del fármaco ideal es uno de los que el fármaco puede liberar con una cantidad controlada y sostenida en el tiempo dado. Los patrones de carga y de liberación de DOX de PGMNPs mostraron que DOX se podría cargar de manera eficiente sobre y liberado de PGMNPs (Fig. 1). El DOX carga varió de 2,98% a 10,78%, con la cantidad de aumento DOX y la cantidad de tasa máxima carga de fármaco es de aproximadamente 107,8 g /mg, que la carga de fármaco es 10,78% (Fig. 1A). La tasa de carga alcanza la saturación, cuando la concentración supera 0,6 mg /ml. Los resultados de los estudios de liberación del fármaco
in vitro
mostraron un período de liberación rápida en los primeros 10 hrs y la liberación del fármaco saturación después de 20 horas (fig. 1B). Debido grupo -OH en DOX y PEG, los comportamientos de liberación de fármacos se ven afectados por el valor del pH y la temperatura. Basándose en los datos, se demostró que la interacción de las moléculas clave de DOX y de PEG modificados en nanopartículas de oro magnético es el de enlaces de hidrógeno [12]. Además, el comportamiento de liberación del fármaco está de acuerdo con los resultados de toxicidad de DOX libre y DOX-PGMNPs en células de hepatoma H22 después de la exposición de 24 horas. Aunque la tasa de inhibición de las células de DOX es modestamente mayor que la de DOX-PGMNPs, nuestros estudios muestran que DOX- PGMNPs mostrar un perfil de toxicidad similar a la DOX libre en H22 células (Fig. 2A), lo que indica que dox PGMNPs tienen suficiente antitumoral actividad para inhibir el crecimiento del tumor.
in vitro
ensayos de citotoxicidad mostraron que PGMNPs no eran citotóxicos significativamente debido a 85,4% de H22 células cultivadas en presencia de 2,0 mg /ml permanecieron viables (Fig. 2B ). La falta de citotoxicidad significativa observándose puede explicarse por lo siguiente: 1) los PN tienen una cubierta de oro y el oro coloidal se sabe que tiene baja toxicidad y buena biocompatibilidad [25], [26]; y 2) PEG es un polímero hidrófilo biocompatible que puede mejorar las propiedades de los NPs disminuyendo su toxicidad [27], [28]. Se estudió la citotoxicidad de DOX-PGMNPs
in vitro
y el CI
50 valores de DOX libre y DOX-PGMNPs resultaron no ser significativamente diferente. Asumimos la causa que la tasa de inhibición de las células en DOX es ligeramente mayor que el grupo DOX-PGMNPs es existir los DOX-PMGNPs por primera vez la liberación de DOX de los PN; aunque no se pudo alcanzar el efecto de inhibición como el mismo nivel de fármaco como el grupo de DOX libre. Algunos DOX-PMGNPs podrían ser especialmente captado por las células que dieron lugar a una potente citotoxicidad de DOX libre como la misma calidad que la que ha cargado en PMGNPs. Ambos factores se atribuyen a la citotoxicidad de DOX-PMGNPs son inferiores a DOX, aunque no tenían diferencia estadísticamente significativa. Estos resultados demostraron que dox PGMNPs son potentes citotoxinas hacia células de cáncer de H22 hepatoma (Fig. 2A).
Nuestros resultados (de diversos tratamientos) indicaron que la concentración de DOX fue significativamente menor en hígados de los ratones en comparación con los bazos ( Fig. 3). Los informes anteriores han demostrado que las nanopartículas de oro recubiertas con PEG se acumulan tanto en el bazo y el hígado [29], [30]. Aunque la cantidad de nanopartículas debe correlacionar con la cantidad de DOX en el sistema, este hallazgo podría explicarse por el hecho de que DOX puede ser metabolizado en el hígado y, por lo tanto, puede ser la causa de cantidades menores del compuesto para ser detectado en el hígado
in vivo
.
sistema de administración de fármacos dirigidos magnéticamente podría mejorar la eficacia de la terapia mediante el aumento de la concentración de fármaco en el tumor al tiempo que reduce las concentraciones de fármacos sistémicos que producen toxicidad sistémica [31], [32]. La actividad antitumoral del tratamiento DOX-PMGPNs-M se observó mediante la determinación del volumen relativo del tumor y la duración de la vida del ratón (. Figs 5 y 6). La potencia y eficacia terapéutica del tratamiento DOX-PGMNPs-M se demostró por la necrosis del tumor. Las actividades antitumorales pueden ser atribuidas a las diferentes concentraciones del fármaco en los tumores debido a las diferencias en los experimentos (. Figs 3, 5 y 6). La terapia de DOX-PGMNPs-M mostró un aumento significativo de la eficiencia de DOX en comparación con el tratamiento con DOX solo, lo que es más probable porque PGMNPs llevan efectivamente DOX al sitio diana (tumor) por una fuerza EMF. las concentraciones de DOX en los tumores de los ratones del grupo de DOX-PGMNPs-M fueron significativamente más altos que los del grupo DOX-PGMNPs o el grupo DOX después de la inyección 0,5 hr. Esto llevó a la potencia y eficacia terapéutica de la DOX-PGMNPs-M. En contraste, no hubo diferencia de la concentración de DOX en los tumores entre los grupos tratados con DOX o DOX-PGMNPs (Fig. 3). Esto podría atribuirse a una mayor permeabilidad y efecto de retención (EPR) de DOX-PGMNPs en el hígado y el bazo y el comportamiento de liberación controlada de fármacos. Por lo tanto, no condujo a una mayor acumulación de DOX en el tumor de DOX-PGMNPs comparación con DOX libre. Los datos de la concentración de DOX en el hígado, los tumores y el bazo de DOX-PGMNPs también es función de los resultados. La eficacia de la inhibición del crecimiento tumoral fue sustancialmente más pronunciada en los ratones del grupo de DOX-PGMNPs que en los ratones del grupo de DOX, aunque no tienen significativamente diferencia entre el grupo de DOX-PGMNPs-M y DOX-PGMNPs-m grupo. Esto podría implicar que el efecto inhibidor del crecimiento de la DOX-PGMNPs (. Figs 5 y 6) no sólo está relacionada con la concentración de DOX, sino también para el comportamiento de liberación de DOX de DOX-PGMNPs
in vivo
. Aunque nuestros estudios sobre células H22 indicaron que PGMNPs muestra ninguna toxicidad significativa (o menor toxicidad)
in vitro
, un efecto citotóxico directo de los PGMNPs sobre las células tumorales
in vivo
no puede excluirse. Los datos de la vida de los ratones tratados con DOX-PGMNPs-M, DOX-PGMNPs, y DOX (74,8 ± 9,95, 66,1 ± 13,5 y 31,3 ± 3,31 días) se mostraron que hay significativamente la eficiencia para el tratamiento del tumor de DOX-PGMNPs grupo en comparación con el grupo de DOX. El uso de una FEM para localizar estos portadores de carga del fármaco, la eficacia para el tratamiento de tumores será mejor.
En resumen, la unión DOX-PGMNPs y la liberación era eficiente
in vitro
investigaciones y los resultados muestran que la mayoría de DOX-PGMNPS fueron aprobados por RES y específicas para el hígado y el bazo. Esto indica que los PGMNPs constituyen nanovehículos muy atractivos y ofrecen una perspectiva prometedora para una entrega EMF guiada de la terapéutica contra el cáncer y la integración en los protocolos de tratamiento de cáncer. Aunque se necesita más investigación para demostrar, además, que de hecho son portadores PGMNPs generales de drogas, la posibilidad de que una única compañía podría ser utilizado para el transporte de varios tipos de medicamentos a sus objetivos deseados hace que estas herramientas terapéuticas PGMNPs versátiles. Por otra parte, los perfiles farmacocinéticos obtenidos hasta la fecha, sin duda merecen una mayor investigación de estos PGMNPs. Esta tecnología tiene el potencial de proporcionar la necesidad largamente sentida de un método de administración de fármacos preciso, consistente y eficaz que puede ser utilizado en numerosas aplicaciones médicas.