Krooninen sairaus

tiivistelmä

Background

Magneettinen nanohiukkasten (NP) ladattu syöpälääkkeiden yhdessä ulkoisen magneettikentän (EMF) – opastettu toimitus voi parantaa hoidon tehokkuutta ja voi vähentää vakavia sivuvaikutuksia. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli 1) tutkia soveltaminen PEG muutettu GMNPs (PGMNPs) lääkkeeksi kantavan kemoterapiaa yhdistettä doksorubisiinin (DOX)

in vitro

; 2) arvioida terapeuttista tehokkuutta DOX-konjugoidun PGMNPs (DOX-PGMNPs) käyttäen EMF-ohjattu toimitus

in vivo

.

Methods

Ensinnäkin DOX-PGMNPs syntetisoitiin ja sytotoksisuutta DOX-PGMNPs arvioitiin

in vitro

. Toiseksi, laskimonsisäisesti DOX-PMGPNs ja H22 hepatoomasolulinja on kasvain, DOX biologiseen jakaantumiseen eri elimissä (kudosten) mitattiin. Antituumorivaikutus arvioitiin käyttäen erilaisia ​​hoitostrategioita kuten DOX-PMGPNs tai DOX-PMGPNs jossa EMF-ohjattu toimitus (DOX-PGMNPs-M).

Tulokset

Suhteellinen kasvain volyymit DOX-PGMNPs-M, DOX-PGMNPs, ja DOX ryhmät olivat 5,46 ± 1,48, 9,22 ± 1,51, ja 14,8 ± 1,64, vastaavasti (jokainen

p

0,05), hoidon jälkeen 33 päivää. Elinikä kasvainta kantavien hiirten hoidettu DOX-PGMNPs-M, DOX-PGMNPs, ja DOX oli 74,8 ± 9,95, 66,1 ± 13,5, ja 31,3 ± 3,31 päivää, vastaavasti (jokainen

p

0,05 ).

Johtopäätös

Tämä yksinkertainen ja mukautuva nanohiukkasten suunnittelu voi sisältyä kemoterapiaa lääkeannostelun optimointiin ja

in vivo

huumeisiin tavoitemääritelmä in systeemibiologian profilointi, lisäämällä marginaali turvallisuutta syöpien hoidossa lähitulevaisuudessa.

Citation: Chao X, Zhang Z, Guo L, Zhu J, Peng M, Vermorken AJM, et al. (2012) romaani Magnetic Nanoparticle Drug Carrier Enhanced Cancer Chemotherapy. PLoS ONE 7 (10): e40388. doi: 10,1371 /journal.pone.0040388

Editor: Efstathios Karathanasis, Case Western Reserve University, Yhdysvallat

vastaanotettu: 15 tammikuu 2012; Hyväksytty: 6 kesäkuu 2012; Julkaistu: 08 lokakuu 2012

Copyright: © Chao et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Rahoitus: Tämä työ tukivat National korkean teknologian tutkimus ja kehitys (863) ohjelma Kiina (2006AA020705). Rahoittaja ei ollut roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

Sarka kemoterapia-yhdisteet jaetaan epäspesifisesti elimistöön, mikä umpimähkään vaikuttaa sekä normaaleja terveitä soluja sekä nopeasti lisääntyvät syöpäsoluja. Tästä syystä, ja halutun terapeuttisen annoksen saavuttamiseksi kasvain, sivuvaikutuksia esiintyy useimmissa tapauksissa, koska korkea myrkyllisyys tasolle. Puute kohdistaminen spesifisyyden tavanomaisten kemoterapeuttisten aineiden tekee magneettinen nanohiukkasten (MNPS) houkutteleva huumeiden nanocarriers. Esimerkiksi kemoterapia-yhdisteitä voidaan konjugoituna MNPS ja voidaan erityisesti kohdennettu paikallinen kasvaimia ulkoisen magneettikentän (EMF) -Opastettu toimitus

in vivo

[1], [2]. MNPS ollaan laajalti tutkittu käytettäväksi lääkeaineen kantajina [3], [4]. EMF on sijoitettu ja keskittynyt yli kohdepaikan (eli kasvain tai kasvaimet). Suunta EMF voiman avulla nanohiukkasten /terapeuttista ainetta kompleksit, joita annetaan laskimonsisäisenä tai sisäisen valtimo injektio tulla kasvain alueelle. EMF-ohjattu lääke parantaa paikallista terapeuttista tehoa konjugoitujen lääkkeiden ja vähentää systeemistä myrkyllisyyttä [1], [4], [5].

Kultananohiukkasia on käytetty kantajina tutkimaan kasvain, kohdennettua lääkeannostelun ja laser syövän hoidossa, koska sen paremman yhteensopivuuden ja liikkeeseen [6] – [8]. Toisaalta, MNPS yhteistyötä polymeeri on osoittautunut houkutteleva kantosignaalin lääkkeenantovälineeseen [9]. Nämä MNPS voi vain pari huumeiden pinnallaan, vaan myös vastaus EMF. Fe

3 O

4 /Au nanohiukkasten (GoldMag NP /GMNPs) on ydin /kuorirakenne, joka syntetisoidaan pelkistämällä Au

3 + hydroksyyliamiinin kanssa, kun läsnä on Fe

3O

4 [10], [11]. Tämän seurauksena, GMNPs tullut magnetoidut, jolloin partikkelit reagoivat myöhemmin sovellettu magneettikenttien takia Fe

3O

4 ydin. Lisäksi biomolekyylien (esim. Vasta-aineita, antigeenejä, ja jotkut kemoterapeuttiset yhdisteet) voidaan helposti kytkeä pintaan näiden GMNPs ilman ylimääräisiä silloittajia [12] – [16]. Plasman proteiineihin adsorboitu nanohiukkasten nopeasti poistetaan retikuloendoteliaalijärjestelmän (RES) [17] – [20]. Nanohiukkaset voidaan päällystää hydrofiiliset polymeerit, kuten polyetyleeniglykoli (PEG), joita käytetään hajottamaan lääkepartikkelit lisäämiseksi niiden puoliintumisaika veressä ja minimoida tai estää proteiinin adsorptiota, jolloin vältetään RES puhdistuma [21] , [22]. PEG on joustava hydrofiilinen polymeeri, jota voidaan käyttää kuoren muodostava segmentti. Tiheä PEG kuori mahdollistaa korkea biologinen yhteensopivuus ja myös itse antaa misellin kanssa varkain merkin veriaitiossa siten saavuttaa pitkän kiertoaika [21] – [23]. PEG-modifioitu GMNPs (PGMNPs) on syntetisoitu ja karakterisoitu lääkeaineen kantoaineina, joissa on tyydyttynyt magnetoinnin 34 emu /g ja keskimääräinen läpimitta on 50 nm ja ne olivat homogeenisen suspension ilman aggregaatiota PBS [12].

Doksorubisiini (DOX) -pohjaisen kemoterapiaa näytteillä vain vaatimaton antituumorivaikutus siedettävä haittavaikutuksia potilailla, joilla on edennyt hepatosellulaarista karsinoomaa (HCC) [24]. Tarkoitetaan Tutkimuksemme oli 1) tutkia kinetiikkaan DOX-PGMNPs konjugaatio ja vapauttamaan DOX peräisin DOX-PGMNPs

in vitro

; 2) arvioida sytotoksisuutta DOX-PGMNPs konjugaatti hiirellä hepatoomasolulinjassa (H22)

in vitro

; ja 3) arvioida terapeuttista tehokkuutta DOX-PGMNPs konjugaatin käyttäen EMF-ohjattu toimitus- ja H22 hepatoomasolulinjassa on kasvain

in vivo

.

Materiaalit ja menetelmät

hiiri hepatoma H22 solulinjaa ja kasvain hiirimallissa

kaikki eläimiä oli pidetty ja hoidetaan suurimmalta osin Northwest University Institutional animal Care ja käyttö komitean suuntaviivojen ja kaikkien eläinten työ hyväksyi sopiva komitea (IACUC 0000125 ja 0000125B-4). Protokolla hyväksyi paikallinen eettinen komitea (eettinen komitea, Northwest University 035/2009) ja kaikki eläimet saivat inhimillinen hoito noudattaen ”Principles of Laboratory Animal Care” muotoiltu National Society for Medical Research ja ”Opas hoito ja käyttö Laboratory Animals ”julkaissut National Institutes of Health (NIH-julkaisu nro 86-23, tarkistettu 1996).

hiiri hepatoma H22 solulinjaa kasvatettiin RPMI-1640-väliaineessa, jota oli täydennetty 10% FBS, 100 yksikköä /ml penisilliiniä ja 100 ug /ml streptomysiiniä, 37 ° C: ssa ja 5% CO

2. BALB /c-hiiret (4- 8-viikon ikäisiä uroksia, paino 26 ± 5 g) asutettiin (yksi hiiri häkkiä kohden) erityisissä taudinaiheuttajista vapaissa olosuhteissa, pidettiin 12 tunnin valo-pimeä sykli kanssa kylmäkuljetukset (20-24 ° C), ja annettiin steriiliä ruokaa. Kasvainta kantavalle hiirimallissa tuotettiin injektoimalla ihon alle 4 x 10

5 H22-solujen kanssa 50 ui fosfaatilla puskuroitua suolaliuosta (PBS) oli ajeltu oikeaan kylkeen. Hoitoprotokolla tarvitaan hiiret on nukutettu, ja nämä nukutettiin ketamiinin (80 mg /kg) ja ksylatsiinia (3 mg /kg), ja asepromatsiinia (2 mg /kg) kautta vatsaonteloon (IP). Jos ylimääräistä annosta oli tarpeen, ketamiinia käytettiin pelkkää.

synteesi DOX-PGMNPs konjugaattien

PGMNPs syntetisoitiin ja karakterisoitiin huumeiden nanocarriers kuten aiemmin on kuvattu. PGMNPs halkaisijan keskimäärin -50 nm käytettiin tässä tutkimuksessa [12]. Noin 0,2 ml PGMNPs (10 mg /ml), suspensioita lisättiin 5 ml: n sentrifugiputkiin, ja magneettisesti erotettu magneettisen erottimen (GoldMag Nanobiotec, Xi’an, Kiina); supernatantti heitettiin pois. Yhteensä 2 ml vaihtelevia DOX pitoisuuksina (0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6 mg /ml) lisättiin PGMNPs saostamiseksi. Seoksia inkuboitiin ravistelijassa huoneen lämpötilassa 4 tuntia. DOX-PGMNPs konjugaattia magneettisesti erotettiin ja lääkeaineen pitoisuus jäljellä supernatantissa mitattiin korkean suorituskyvyn nestekromatografialla (HPLC, Shimadzu 2010A väline, Shimadzu, Japani). HPLC-analyysi suoritettiin käyttäen binääri pumppu, sarake uuni, ja UV-detektoria. LC ratkaisu ohjelmisto käytettiin data-analyysi. Kromatografinen erotus suoritettiin koskevasta Inertsil ® ODS-SP analyyttiseen kolonniin (150 mm x 4,6 mm, 5 um, Shimadzu, Japani) ja kolonnin lämpötila 25 ° C: ssa. Isokraattinen eluutio suoritettiin sen jälkeen, kun 15 min käyttäen 0,1% etikkahappoa ja asetonitriiliä suhteessa 72/28 (v /v). Virtausnopeus oli 0,8 ml /min, detektori aallonpituus oli asetettu 254 nm, ja injektiotilavuus oli 20 ui. Lääkekuormitus (%) pinnalla on PGMNPs laskettiin käyttäen seuraavaa yhtälöä: Drug lastaus (%) = (massa lääkkeen PGMNPs /massasta PGMNPs) x 100%.

DOX julkaisu tutkimuksessa

in vitro

yhteensä 5 mg DOX-PGMNPs konjugaattia (DOX lastaus 8,2%) suspendoitiin 15 ml: aan PBS (pH 7,4). Irrotusväline laitettiin ravistellen inkubaattorissa 37 ± 0,5 ° C: ssa ja 180 rpm: llä 15 minuutin ajan. PGMNPs erotettiin, ja supernatantista (0,5 ml), säilytettiin. Pitoisuus DOX supernatantissa kvantitoitiin HPLC: llä ja DOX vapautui PGMNPs laskettiin. Lääkeaineen vapautuminen (%) päässä DOX-PGMNPs konjugaattia laskettiin eri ajankohtina käyttäen seuraavaa yhtälöä: lääkeaineen vapautumista (%) = (massa lääkkeen supernatantissa /massa huumeiden alunperin konjugoitu kiinni PGMNPs) x 100%.

sytotoksisuus PGMNPs ja DOX-PGMNPs konjugaatin H22 soluviljelmässä

tilavuus 180 ui H22: solut ympättiin 96-kuoppaisille levyille (4000 solua /kuoppa). Seuraavana päivänä 20 ui DOX (0,4, 4, 8, 20 tai 40 ug /ml) tai 20 ui DOX-PGMNPs konjugaattia (4,88, 48,8, 97,6, 244 tai 488 ug /ml), lisättiin H22 solususpensiot (DOX lastausmääriä 8,2%). Molemmissa tapauksissa lopullinen pitoisuus DOX oli sama (0,04, 0,4, 0,8, 2 ja 4 ug /ml). Soluja käsiteltiin eri DOX pitoisuuksilla (alkaen DOX liuos tai DOX-PGMNPs konjugaatti) 96-kuoppaisilla levyillä 37 ° C: ssa ja 5% CO

2-ilmakehässä 24 tuntia.

sytotoksisuus vastaava määriä PGMNPs (verrattuna DOX-PGMNPs konjugaatti) arvioitiin myös. Ohjaus soluja viljeltiin väliaineessa vain. Tiatsolyyli blue liumbromidi (25 ui 5 mg /ml) (MTT, Amresco Inc., Solon, OH), lisättiin kuhunkin kuoppaan ja inkuboitiin 4 tuntia. Elatusaine poistettiin kuopista ja korvattiin 150 ul: iin dimetyylisulfoksidia (DMSO, BioTek, Winooski, VT). Ravistelun jälkeen varovasti 15 minuutin ajan 25 ° C: ssa, DMSO-liuosta siirrettiin sentrifugoinnin putkiin ja sentrifugoitiin 2000 rpm: ssä 5 min. Absorbanssi mitattiin sitten 570 nm: ssä, jossa on elx-800 Universal Microplate Reader (BioTek, Winooski, VT). Solu esto laskettiin kaavalla: solu inhibitioaste = (1-A

Test /A

Control) x 100%; missä A

Test on absorbanssi koekaivoja ja A

Control absorbanssista kontrollikuoppiin. Puolen maksimaalinen estävä pitoisuus (IC

50; lääkeaineen konsentraatio vastaa 50% kasvun inhibitio) laskettiin käyttäen SigmaPlot 9.0 ohjelmistoa (Systat Software Inc., San Jose, CA) ja 4-parametrin logistinen funktio standardikäyrän analyysi annosvaste.

DOX biojakaantumi- kasvaimia omaavilla hiirillä ja kemoterapia kokeita

H22 tuumoreita kantavaa hiirtä jaettiin satunnaisesti 4 ryhmään; Ryhmä I (DOX ryhmä) injektoitiin 0,15 ml DOX liuotettuna fysiologiseen suolaliuokseen (0,82 mg /ml); Ryhmä II (DOX-PGMNPs ryhmä) injektoitiin 0,15 ml DOX-PGMNPs konjugaattia jousitus (10 mg PGMNPs /ml, DOX lastaus 8,2%); Ryhmä III (DOX-PGMNPs-M-ryhmä) injektoitiin 0,15 ml DOX-PGMNPs konjugaatin suspensiota (10 mg /ml, DOX loading 8,2%) käyttäen 0,5 tesla EMF (0,5 T kestomagneetti, Northwestern Polytechnical University, Xi’an, Kiina) kohdistetaan kasvaimen 2 tuntia; ja Ryhmä IV (kontrolliryhmä) injektoitiin 0,15 ml: lla fysiologista suolaliuosta pelkästään toimimaan kontrollina. Annokset normalisoitiin 5 mg DOX painokiloa kohden, kun tuumorin tilavuus saavutti 50-100 mm

3 (~ 10 päivää kasvainsolu- inokuloinnin jälkeen). Volyymi 150 ui injektoitiin häntälaskimoon ja käsittely suoritettiin kolmesti ilman välein kolmen viikon.

DOX biojakaantumi- mittaus: hiiret (ryhmä I, ryhmä II, ja ryhmä III; n = 6 kussakin ryhmässä) tapettiin 0,5 tuntia hoidon mittaamiseksi DOX biologiseen jakaantumiseen. Veri, tärkeimmät elimet (sydän, keuhkot, maksa, perna, munuainen), ja kasvain kunkin hiiren kerättiin kvantitatiivista analyysia DOX biologiseen jakaantumiseen. Veri sentrifugoitiin 5000 rpm: ssä 1 min 4 ° C: ssa ja supernatantti saatiin lisäämällä 180 ui metanolia ja 20 ui sisäistä standardiliuosta (0,2 mg /ml daunorubisiini liuotettuna metanoliin) ja 2 ml: n putkeen, joka sisälsi 200 il plasmaa. Sillä elimen (sydän, keuhkot, maksa, perna, munuaiset) ja kasvaimen näytteet, jäädytetyt kudokset punnittiin ja homogenisoitiin 4 ° C: ssa 0,9% NaCl siten, että kokonaistilavuudeksi 10 ml, ja sentrifugoitiin 5000 rpm: ssä 1 min 4 ° C: ssa hakea supernatantti.

kokonaistilavuus 200 ui plasmaa, tai supernatantti homogenisoitua kudosta, tai kasvain näytteet sekoitettiin sitten 180 ul: methanols ja 20 ui sisäistä standardia ratkaisuja, minkä jälkeen 0,4 g natriumsulfaattia. Seos homogenisoitiin vorteksoimalla 5 minuuttia ja sitten inkuboitiin 4 ° C: ssa 1 tunnin ajan. Sen jälkeen, kun 1-h inkuboinnin jälkeen seosta sentrifugoitiin 12000 rpm: llä 15 minuutin ajan. Supernatantti (50 ui) analysoitiin HPLC: llä ja määrä DOX kudoksessa ja kasvaimen näytteet mitattiin. Lopuksi, prosentuaalinen-injektoidusta annoksesta grammaa kudosta kohti kudoksen ja tuumorin näytteissä laskettiin.

Chemotherapy kokeet: H22 on kasvain (4 ryhmää, kussakin ryhmässä n = 18), käytettiin ja käsittely suoritettiin kuten edellä on kuvattu. Antituumorivaikutuksen vaikutus arvioitiin seuraavasti: 1) kuusi hiiret tapettiin kunkin ryhmän 24

päivänä sen jälkeen hoidon. Kasvaimet kerättiin ja kiinnitettiin 10% formaliinilla, upotettiin parafiiniin ja leikattiin (5 um kuppeihin) ja hematoksyliini- eosiinilla (HE) värjäämällä mikroskooppista tutkimusta varten; 2) kasvaimen kokoa (4 ryhmää, kussakin ryhmässä n = 12) mitattiin paksuus ennen hoitoa ja kolmen päivän välein hoidon jälkeen käyttämällä seuraavaa yhtälöä: kasvaimen tilavuus (V, mm

3) = (kasvaimen pituus x kasvaimen leveys)

2/2. Elinikä Kunkin eläimen tallennetaan myös. Suhteellinen kasvaimen tilavuus laskettiin V = V /V

0, jossa V

0 on tuumorin tilavuus hoidon alussa. Päätepisteissä antituumorivaikutuksen arvioitiin aste kasvaimen kasvun hidastumisen ja elinikä hoidon jälkeen.

Tilastollinen

Quantitative data ilmaistiin keskiarvona ± keskihajonta (SD). Välineet verrattiin käyttäen Studentin t-testiä, jossa

p

arvojen 0,05 katsottiin tilastollisesti merkitsevä.

Tulokset

Tehokkuus DOX lastaus pinnalla PGMNPs

DOX konjugoitu 2 mg PGMNPs oli suoraan verrannollinen DOX lisättiin. DOX lastaus vaihteli 2,98%: sta 10,78% riippuen DOX käytetään (0,2-1,2 mg). Kalojen määrän saavutettiin kyllästyminen kun DOX ylittänyt 0,6 mg (Fig. 1A).

(A) hyötysuhde DOX lastaus pinnalle PGMNPs analysoitiin HPLC: llä. DOX konjugoitu PGMNPs korreloi positiivisesti DOX massaan lisättiin. (B) DOX vapautuminen DOX-PGMNPs konjugaatteja analysoitiin HPLC: llä. Hidas, tasainen, ja kontrolloidun vapautumisen DOX havaittu.

DOX vapautumista DOX-PGMNPs konjugaattien

in vitro

Kumulatiivinen DOX vapautuminen DOX- PGMNPs konjugaatti on esitetty kuviossa 1B. Ensimmäisessä 0,5 h, 20,4% DOX vapautui, kun taas 60,1% DOX vapautui 8 tuntia. Tämän jälkeen DOX julkaisu määrät olivat 79,3%, 90,2%, ja 91,3% 20 tuntia, 48 tuntia ja 72 tuntia, vastaavasti. Maksimi DOX vapautuminen (92,2%) pinnasta on PGMNPs saavutettiin 100 tuntia.

sytotoksisuus PGMNPs ja DOX-PGMNPs

solun esto määritettiin käyttämällä MTT-määritystä ja tulokset on esitetty kuviossa 2. sytotoksisuus DOX ja DOX-PGMNPs esitetty kuviossa 2A, joka osoittaa, että solu inhibitio nousi yhä lääkepitoisuus. Solu esto DOX oli hieman korkeampi kuin DOX-PGMNPs ryhmä (IC

50-arvot olivat 0,530 ± 0,010 ng /ml ja 0,652 ± 0,056 ng /ml (

p

0,05) , vastaavasti). Lisäksi, verrattuna DOX-PGMNPs ryhmä, PGMNPs yksin ei vaikuttanut H22 hepatoma solujen lisääntymistä /elinkelpoisuus (Fig. 2B).

(A) H22-solujen suspensiota käsiteltiin DOX tai DOX-PGMNPs konjugaattia. (B) H22-solujen suspension hoidettiin PGMNPs tai DOX-PGMNPs konjugaattia.

DOX biojakaantumi- kudoksissa

prosenttimäärä injektoidusta annoksesta grammaa kudosta kasvaimia hiirillä päässä DOX- PGMNPs-M-ryhmän, DOX-PGMNPs ryhmä, ja DOX ryhmässä oli 4,51%, 0,627% ja 0,741%, tässä järjestyksessä (kuva. 3). Siksi tuloksemme osoittavat, että DOX pitoisuudet kasvainten hiiriä DOX-PGMNPs-M-ryhmän olivat merkittävästi korkeammat kuin DOX-PGMNPs ryhmä tai DOX ryhmä (jokainen

p

0,05). Prosenttimäärä injektoidusta annoksesta grammaa kudosta kohti veressä hiiriä DOX-PGMNPs-M ryhmä, DOX-PGMNPs ryhmä, ja DOX ryhmässä olivat 0,765%, 0,876%, ja 1,07%: lla (kutakin ryhmää

p

0,05). Prosenttimäärä injektoidusta annoksesta grammaa kudosta kohti maksanvärisillä päässä DOX-PGMNPs-M ryhmä, DOX-PGMNPs ryhmä, ja DOX ryhmässä olivat 1,23%, 1,33% ja 0,402%, tässä järjestyksessä. Siksi mitään merkittävää eroa ei havaittu DOX tasojen löytyy hiiren maksa DOX-PGMNPs ja DOX-PGMNPs-M ryhmät (

p

0,05). Kuitenkin maksassa DOX konsentraatio näytti olevan paljon alhaisempi hiirissä, että DOX ryhmässä verrattuna hiiriin DOX-PGMNPs-M tai DOX-PGMNPs ryhmät (kukin

p

0,05). Mielenkiintoista on, että korkein DOX pitoisuudet havaittiin pernassa. Prosenttimäärä injektoidusta annoksesta grammaa kudosta hiiren pernat 3,52%, 6,49% ja 0,634% raportoitu DOX-PGMNPs-M, DOX-PGMNPs, ja DOX-ryhmässä (kukin

p

0,05; **

p

0,01 verrattuna kontrolleihin käyttämällä Studentin paritonta t-testiä.

histologiset tutkimukset

Tuumorikudos tutkittiin käyttäen HE värjäystä. Useimmat nekroottisten solujen ja vacuoles havaittiin kasvainten DOX-PGMNPs-M-ryhmän. muutamia nekroottisten solujen havaittiin kasvainten DOX ja DOX-PGMNPs ryhmässä, kun taas vain elinkelpoisia tuumorisoluja havaittiin kasvaimia kontrolliryhmän (Fig. 4).

(hematoksyliinillä ja eosiinilla tahra, 400 x suurennoksilla). suuri määrä nekroottisia soluja sekä ontelot havaittiin hiirissä, että DOX-PGMNPs-M-ryhmän (D), kun taas vain muutama nekroottisen kasvainsoluja voidaan nähdä hiirissä ja DOX (B) tai DOX-PGMNPs ryhmien (C) . Enimmäkseen elinkelpoisia tuumorisoluja havaittiin kasvainten hiiren kontrolliryhmä (A).

vaikutus DOX-PGMNPs kasvaimen kasvuun

Kasvaimen kasvu käyrät, jotka johtuvat erilaisista lääkehoitojen ja H22 hepatoomasolulinja tuumoreita kantavaa hiirtä on esitetty kuviossa 5. kasvaimen suhteellisen tilavuuden DOX-PGMNPs-M-ryhmän, DOX-PGMNPs ryhmä, DOX-ryhmän ja kontrolliryhmän määritettiin 21 päivää aloittamisen jälkeen eri hoitomenetelmistä; ne olivat 3,98 ± 2,12, 4,96 ± 1,45, 7,08 ± 1,68 ja 7,92 ± 1,73, tässä järjestyksessä. Tällä 21 päivää, DOX-PGMNPs-M hoito on tehokas kasvaimen kasvun inhibitiota, joka oli verrattavissa löytynyt muut hoidot (

p

0,05). On korostettava, että tänä ajankohtana (21 päivää), ei ollut mitään merkittävää eroa tehokas tuumorin kasvun DOX ryhmän ja DOX-PGMNPs ryhmä (

p

0,05). Kuitenkin päivänä 33 (aloittamisen jälkeen eri hoito-), tuumorin kasvu oli suurimmillaan DOX-PGMNPs-M-ryhmän. Suhteellinen kasvaimen tilavuus DOX-PGMNPs-M-ryhmän oli 5,46 ± 1,48, kun DOX-PGMNPs ryhmässä oli 9,22 ± 1,51, kun DOX ryhmässä oli 14,8 ± 1,67, ja kontrolliryhmässä oli 24,3 ± 1,95 (kunkin

p

0,01). On huomattava, että merkittävä ero murto prosenttia kasvaimen välillä havaittiin potilailla, joita hoidettiin DOX, jossa DOX-PGMNPs ja DOX-PGMNPs-M (

p

0,05).

tehokas esto kasvaimen kasvua voidaan nähdä johtuvat DOX-PGMNPs ja DOX-PGMNPs-M hoitostrategioita. Sama doksorubisiinin annos ruiskutettiin H22 kasvain -pitoista hiiriä malli DOX, DOX-PGMNPs ja DOX-PGMNPs-M. Sama tilavuus fysiologista suolaliuosta injektoitiin H22 kasvain -pitoista hiirimallissa kontrollina. *

p

0,05; **

p

0,01 verrattuna kontrolleihin käyttämällä Studentin paritonta t-testiä.

vaikutus DOX-PGMNPs on elinikä

eloonjäämisaste kasvain -pitoista hiiriä hoidettiin DOX-PGMNPs-M, DOX-PGMNPs, DOX ja kontrolliryhmä väheni ajan. Eloonjäämisaste kasvainta kantavien hiirten käsiteltiin DOX-PGMNPs-M, DOX-PGMNPs, DOX ja kontrolliryhmässä oli 75%, 66,7%, 33,3% ja 16,7% käsittelyn jälkeen ja 33 päivää (Fig. 6A).

(A) selviytyminen kuin ajan funktiona kasvain kantavien hiirten, että DOX-PGMNPs-M-ryhmän. (B) on merkittävästi lisääntynyt elinikä kasvaimen kantavien hiirten, että DOX-PGMNPs-M-ryhmän.

elinikä kasvainta kantavien hiirten käsiteltiin DOX-PGMNPs-M, DOX-PGMNPs, DOX ja kontrolliryhmään olivat 74,8 ± 9,95, 66,1 ± 13,5, 31,3 ± 3,31 ja 25,8 ± 10,1 päivää, vastaavasti (jokainen

p

0,05) (Fig. 6B). Elinikä hiiristä DOX-PGMNPs ryhmän ja DOX-PGMNPs-M-ryhmän oli huomattavasti pidempi kuin ne, DOX ryhmässä tai kontrolliryhmässä (kukin

p

0,05). Lisäksi eliniän hiiristä DOX-PGMNPs-M-ryhmän oli huomattavasti pidempi kuin ne, jotka DOX-PGMNPs ryhmä (

p

0,05).

Keskustelu

on erittäin kriittinen lääkkeen adsorboituneen hiukkaset voivat vapauttaa kantajaa. Myös erinomainen lääkeaineen kantaja on yksi, josta lääke voi vapauttaa kanssa jatkuvaa ja kontrolloitu määrä kuluessa tietyn ajan. Lastaus ja -vapautusmalleissa DOX peräisin PGMNPs osoittivat, että DOX voitaisiin tehokkaasti lastataan ja vapautuu PGMNPs (Fig. 1). DOX lastaus vaihteli 2,98%: sta 10,78%: n DOX kasvun ja määrän suurimman lääkemäärän nopeus on noin 107,8 ug /mg, mikä lääkeaineen kuorma on 10,78% (Fig. 1A). Kalojen määrän saavutettiin kyllästyminen kun pitoisuus ylitti 0,6 mg /ml. Tulokset lääkeaineen vapautumista tutkimusten

in vitro

osoitti aika nopea vapautuminen ensimmäisen 10 tunnin ja lääkeaineen vapautumista kylläisyyttä jälkeen 20 tunnin (Fig. 1 B). Koska -OH ryhmän DOX ja PEG, lääkeaineen vapautumista käyttäytymistä vaikuttaa pH-arvoa ja lämpötilaa. Tietojen perusteella, sillä osoitettiin, että avain vuorovaikutus DOX ja PEG-molekyylejä muutettu kulta-magneettinen nanohiukkasten on vety-sidos [12]. Lisäksi lääkeaineen vapautumista käyttäytyminen on sopusoinnussa myrkyllisyys vapaan DOX ja DOX-PGMNPs in H22 hepatoomasolujen 24 tunnin kuluttua altistuksesta. Vaikka solun esto DOX on hieman suurempi kuin DOX-PGMNPs, meidän tutkimukset osoittavat, että DOX- PGMNPs näyttää samanlainen toksisuusprofiili kuin vapaa DOX H22-soluissa (kuvio. 2A), mikä osoittaa, että DOX-PGMNPs on riittävä tuumorin vastaista inhiboi kasvaimen kasvua.

in vitro

-sytotoksisuusmäärityksiä osoitti, että PGMNPs ei merkittävästi sytotoksisia, koska 85,4% ja H22-soluja viljeltiin, kun läsnä oli 2,0 mg /ml oli edelleen elinkelpoisia (Fig. 2B ). Puute merkittäviä sytotoksisuuden havaitaan voidaan selittää seuraavasti: 1) NPS on kultaa kuori ja kolloidisia kulta tiedetään olevan alhainen toksisuus ja hyvä biologinen yhteensopivuus [25], [26]; ja 2) PEG on bioyhteensopiva hydrofiilistä polymeeriä, joka voi parantaa ominaisuuksia NP vähentämällä niiden myrkyllisyys [27], [28]. Sytotoksisuutta DOX-PGMNPs tutkittiin

in vitro

ja IC

50-arvot vapaan DOX ja DOX-PGMNPs todettiin olla merkittävästi erilainen. Oletamme syy että solun esto korko DOX on kevyesti korkeampi kuin DOX-PGMNPs ryhmä DOX-PMGNPs tapahtuu ensiksi vapauttamaan DOX päässä NP; vaikka se ei päässyt esto vaikutus kuin samaa lääkettä tasolla kuin vapaa DOX ryhmä. Jotkut DOX-PMGNPs voitaisiin imeytymiskertoimeksi solut, jotka johtivat voimakas sytotoksisuus kuin vapaa DOX koska samaa laatua kuin mikä ladattu PMGNPs. Molemmat tekijä ovat johtuvan cytotoxcity DOX-PMGNPs ovat alhaisemmat kuin DOX, vaikka heillä ei ollut merkittävästi eroa tilastollisesti. Nämä tulokset osoittivat, että DOX-PGMNPs ovat voimakkaita sytotoksiinit kohti H22 hepatooma syöpäsoluja (Fig. 2A).

Tuloksemme (eri hoidoista) osoitti, että pitoisuus DOX oli merkitsevästi pienempi hiiren maksa verrattuna pernat ( Fig. 3). Aiemmat raportit ovat osoittaneet, että PEG-päällystettyjä kultananopartikkeleilla kertyy sekä pernassa ja maksassa [29], [30]. Vaikka määrä nanohiukkasten tulisi vastata DOX järjestelmässä, tämä havainto voidaan selittää sillä, että DOX voidaan metaboloituu maksassa, ja sen vuoksi, voivat aiheuttaa pienempiä määriä yhdistettä voidaan havaita maksassa

in vivo

.

Magneettisesti kohdistuva lääkkeiden annostelu voisi parantaa hoidon tehoa lisäämällä lääkeaineen pitoisuus kasvain samalla vähentää systeemistä lääkeainepitoisuudet että systeemisiä toksisuuksia [31], [32]. Antituumorivaikutuksen DOX-PMGPNs-M hoidon havaittiin määrittämällä kasvaimen suhteellisen tilavuuden ja hiiren elinikää (kuviot. 5 ja 6). Terapeuttinen voimakkuus ja teho ja DOX-PGMNPs-M hoidon osoitettiin tuumorinekroositekijää. Antituumorivaikutuksen toiminta saattaa johtua eri lääkeaineen pitoisuudet kasvainten erojen vuoksi kokeissa (kuviot. 3, 5 ja 6). DOX-PGMNPs-M hoito osoitti merkittävää lisäystä DOX tehokkuus verrattuna DOX hoito yksinään, mikä johtuu todennäköisimmin PGMNPs tehokkaasti kuljettaa DOX on suunnattu sivusto (kasvain) by EMF voima. DOX pitoisuudet kasvainten hiiriä DOX-PGMNPs-M-ryhmän olivat merkittävästi korkeammat kuin DOX-PGMNPs ryhmä tai DOX ryhmän injektion jälkeen 0,5 tuntia. Tämä johti terapeuttinen voimakkuus ja teho DOX-PGMNPs-M. Sitä vastoin ei ollut eroa DOX pitoisuus kasvainten ryhmien välillä käsiteltiin DOX tai DOX-PGMNPs (Fig. 3). Tämä voi johtua tehostetun läpäisevyyttä ja säilyttäminen (EPR) vaikutus DOX-PGMNPs maksassa ja pernassa ja lääke kontrolloidun vapautumisen käyttäytymistä. Siksi se ei johda korkeampaan DOX kertymistä kasvaimeen DOX-PGMNPs verrattuna vapaa DOX. Data pitoisuus DOX, että maksa, tuumorit ja perna DOX-PGMNPs on myös tulosten mukaan. Tehokkuus kasvaimen kasvun inhibitio oli huomattavasti selvempi hiirillä että DOX-PGMNPs ryhmässä kuin hiirillä että DOX ryhmä, vaikka ei ole merkittävästi eroa DOX-PGMNPs-M-ryhmän ja DOX-PGMNPs-m ryhmä. Tämä voisi merkitä sitä, että kasvua inhiboiva vaikutus DOX-PGMNPs (kuviot. 5 ja 6) ei liity ainoastaan ​​DOX pitoisuus, vaan myös DOX vapauttava käyttäytymistä DOX-PGMNPs

in vivo

. Vaikka tutkimukset H22 soluista osoitti, että PGMNPs näkyvissä mitään merkittävää toksisuutta (tai vähäinen myrkyllisyys)

in vitro

suora sytotoksinen vaikutus PGMNPs kasvainsoluihin

in vivo

ei voida sulkea pois. Data käyttöikä käsiteltyjen hiirien DOX-PGMNPs-M, DOX-PGMNPs, ja DOX (74,8 ± 9,95, 66,1 ± 13,5, ja 31,3 ± 3,31 päivää) on osoittanut, että on olemassa huomattavasti tehokkuuden kasvainten hoitoon DOX-PGMNPs ryhmässä verrattuna DOX ryhmään. Käyttämällä EMF paikantaa nämä huumeiden lastaus harjoittajien, tehokkuus kasvaimen hoito on parempi.

Yhteenvetona DOX-PGMNPs sitova ja vapauttamalla oli tehokas

in vitro

tutkimuksista ja tulokset osoittavat että suurin osa DOX-PGMNPS kirkastettiin RES ja suunnattu maksa ja perna. Tämä osoittaa, että PGMNPs muodostavat erittäin houkutteleva nanocarriers ja tarjoavat lupaavia näkymiä EMF-ohjattu toimitus syövän vastaisen terapeuttisten ja integraation syövän hoidossa protokollia. Vaikka lisätutkimuksia tarvitaan osoittavat lisäksi, että PGMNPs ovat todellakin yleinen lääkeaineen kantajina, se mahdollisuus, että yhden kantajan voitaisiin käyttää kuljettamaan useita luokkia huumeiden haluamansa tavoitteet tekee näistä PGMNPs monipuoliset hoitomenetelmien. Lisäksi farmakokineettiset profiilit saatu tähän mennessä varmasti takaa lisätutkimuksia näiden PGMNPs. Tämä tekniikka on mahdollista tarjota pitkään ollut tarve täsmällisesti, johdonmukainen ja tehokas lääkeaineen, jota voidaan käyttää lukuisissa lääketieteellisissä sovelluksissa.