Terapia fotodynamiczna (PDT) jest alternatywnym wyborem w leczeniu raka płuc. Aby zwiększyć efekt terapeutyczny PDT, opracowano nanocząstki ukierunkowane na raka płuc w połączeniu z chemioterapią. Oceniano zarówno skuteczność przeciwnowotworową PDT in vitro, jak i in vivo z przygotowanymi nanocząstkami.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Skuteczność przeciwnowotworowa terapii fotodynamicznej nanocząstkami ukierunkowanymi na raka płuc
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Terapia fotodynamiczna (PDT) jest nieinwazyjną i niechirurgiczną metodą stanowiącą atrakcyjną alternatywę w leczeniu raka płuc. Fotouczulacze selektywnie kumulują się w tkance nowotworowej i prowadzą do śmierci komórek nowotworowych w obecności tlenu i odpowiedniej długości fali światła.
Aby zwiększyć efekt terapeutyczny PDT, opracowaliśmy nanocząsteczki ukierunkowane na raka płuc zarówno pod kątem fotouczulaczy, jak i środków przeciwnowotworowych. Zastosowano zarówno celowanie pasywne oparte na efekcie zwiększonej przepuszczalności i retencji (EPR), jak i aktywne celowanie oparte na interakcji kwasu hialuronowego-CD44. CD44 jest dobrze znanym receptorem kwasu hialuronowego, który jest często wprowadzany jako biomarker niedrobnokomórkowego raka płuca.
Ponadto, w niniejszym badaniu zastosowano kombinację PDT i chemioterapii. Ta koncepcja skojarzona może zwiększyć działanie przeciwnowotworowe i zmniejszyć działania niepożądane.
Wybraliśmy hipokrellinę B (HB) jako nowy fotosensybilizator w tym badaniu. Doniesiono, że HB powoduje wyższą skuteczność przeciwnowotworową PDT w porównaniu z pochodnymi hematoporfiryny1. Paklitaksel został wybrany jako lek przeciwnowotworowy, ponieważ okazał się potencjalnym lekiem na raka płuc2.
Skuteczność przeciwnowotworowa roztworu fotosensybilizatora (HB), fotouczulacza kapsułkowanego kwasem hialuronowym i nanocząstkami ceramidu (HB-NPs) oraz nanocząstek kwasu hialuronowego i ceramidu (HB-P-NPs) w kapsułkach fotouczulacza i środka przeciwnowotworowego (paklitaksel) po PDT były porównywane zarówno in vitro, jak i in vivo. Oceniano fototoksyczność in vitro w komórkach A549 (gruczolakorak płuc) oraz skuteczność przeciwnowotworową in vivo u myszy z guzem A549.
Grupa leczona HB-P-NP wykazała najskuteczniejsze działanie przeciwnowotworowe po PDT. Podsumowując, HB-P-NP przygotowane w niniejszym badaniu stanowią potencjalny i nowatorski system dostarczania fotouczulaczy w leczeniu raka płuc za pomocą PDT.
Wprowadzenie
Terapia fotodynamiczna (PDT) składa się z trzech głównych czynników: fotouczulaczy, światła i tlenu. PDT jest opisywana jako obiecująca metoda leczenia różnych nowotworów3. Kiedy fotouczulacze są podawane pacjentowi z rakiem, selektywnie gromadzą się w tkankach nowotworowych. Po zastosowaniu odpowiedniej długości fali światła wysoce reaktywny tlen singletowy i inne wolne rodniki prowadzą do uszkodzenia komórek nowotworowych4.
Rak płuc został wprowadzony jako jedno z pierwszych zastosowań PDT na początku lat 80. 5. PDT zapewnia kilka korzyści w leczeniu raka płuc. Ponieważ PDT jest leczeniem nieinwazyjnym i ....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
UWAGA: Wszystkie protokoły badań na zwierzętach zostały zatwierdzone przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Wykorzystania Zwierząt w Szpitalu Bundang Uniwersytetu Narodowego w Seulu (BA1308-134/072-01).
1. Synteza kwasu hialuronowego-ceramidu (HACE)
- Rozpuścić 12,21 mmol oligomeru kwasu hialuronowego (HA) i 9,77 mmol wodorotlenku tetra-n-butyloamonu (TBA) w 60 ml podwójnie destylowanej wody (DDW). Mieszaj przez 30 minut.
- Aby zsyntetyzować łącznik DS-Y30, rozpuść 8,59 mmol ceramidu DS-Y30 i 9,45 mmol trietyloaminy w 25 ml tetrahydrofuranu (THF). Wymieszać z 8,59 mmol chlorku 4-chlorometylobenzoilu w THF. Mieszać przez 6 godzin w....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Przygotowano zarówno HB-NPs, jak i HB-P-NPs przy użyciu opisanych powyżej technik. Średnice HB-NPs i HB-P-NPs wynosiły odpowiednio 220.9 ± 3.2 nm oraz 211.9 ± 1.6 nm.
Żywotność komórek A549 po 4 h inkubacji z PBS, pustymi NP, HB-NP oraz HB-P-NP, a następnie naświetlaniu (od 0 do 16 J/cm2) przedstawiono na Rysunku 1. Bez naświetlania w grupie traktowanej HB-NP nie zaobserwowano żadnej cytotoksyczności,.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Najważniejszym krokiem w tym badaniu jest wybór odpowiednich warunków pracy lasera: długości fali, mocy i czasu naświetlania. Odpowiednia długość fali światła odpowiednia dla konkretnego fotouczulacza jest niezbędna dla PDT. Użyliśmy lasera o długości fali 630 nm, który był odpowiedni dla hipokrelliny B. Kolejnym ważnym czynnikiem była moc wyjściowa, którą ustalono na poziomie 400 mW/cm2 na podstawie wielu badań pilotażowych. Moce wyjściowe przekraczające 400 mW/cm2 uszkadzały komórki lub powierzchn.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Podziękowania
To badanie było wspierane przez grant nr 14-2014-017 z Funduszu Badawczego SNUBH.
Autorzy są wdzięczni J. Patrickowi Barronowi, emerytowanemu profesorowi Uniwersytetu Medycznego w Tokio i adiunktowi w Szpitalu Bundang Uniwersytetu Narodowego w Seulu za jego pro bono redakcję tego rękopisu.
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| oligo kwas hialuronowy | Bioland Co., Ltd. | _ | |
| DS-Y30 (ceramid 3B; głównie N-oleoilo-fitosfingozyna) | Doosan Biotech Co., Ltd. | _ | |
| kwas adypinowy dihydrazyd | Sigma Aldrich | A0638 | |
| N-(3-dimetyloaminopropylo)-N′ -etylokarbodimid | Sigma Aldrich | 39391 | |
| Chlorek 4-(chlorometylo)benzoilu | Sigma Aldrich | 270784 | |
| Tween 80 | Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. | T0546 | |
| filtr strzykawkowy | Sartorius Stedim Biotech GmbH | 17762 | 15 mm, RC, PP, 0,45 i mikro; m |
| rurki trietyloaminowe | Sigma Aldrich | T0886 | |
| Mini-GeBAflex | Gene Bio-Application Sp. z o.o. | D070-12-100 | |
| Paclitaxel | Taihua Corporations | _ | |
| RPMI-1640 | Gibco Life Technologies, Inc. | 11875 | |
| Penicylina– streptomycyna | Gibco Life Technologies, Inc. | 15070 | |
| Surowica bydlęca | Gibco Life Technologies, Inc. | ||
| Celite (Środek filtrujący) | Sigma Aldrich | 6858 | Patrz krok 1.4 |
Bibliografia
- Shang, L., Zhou, N., Gu, Y., Liu, F., Zeng, J. Comparative study on killing effect of esophageal cancer cell line between hypocrellin B-photodynamic therapy and hematoporphyrin derivative-photodynamic therapy. Chin J Cancer Prev Treat. 12, 1139-1142 (2005).
- Huisman, C., et al.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
