وقد تم تطوير نوع B الجيلاتين نظام يستند nanovectors هندسيا (جينز) للتسليم الجين النظامية وترنسفكأيشن في علاج سرطان البنكرياس. قبل التعديل مع البشرة مستقبلات عوامل النمو (EGFR) الببتيد محددة على سطح nanparticles ، فإنها يمكن أن الهدف على مستقبلات EGFR والإفراج البلازميد تحت الحد البيئة ، مثل تركيزات عالية من الجلوتاثيون داخل الخلايا.
ويتم تشخيص أكثر من 32000 مريضا بسرطان البنكرياس في الولايات المتحدة سنويا ، ويرتبط هذا المرض مع وفيات عالية جدا 1. هناك حاجة ملحة لتطوير استراتيجيات علاجية جديدة سريريا للترجمة التي يمكن أن تحسن على الإحصاءات الكئيبة بقاء مرضى سرطان البنكرياس. على الرغم من أن العلاج الجيني في حالات السرطان وأظهرت وعدا كبيرا ، فإن التحدي الرئيسي يتمثل في تطوير نظام توصيل آمنة وفعالة ، والتي يمكن أن تؤدي إلى التعبير التحوير المستدام.
الجيلاتين هي واحدة من البوليمر الحيوي الطبيعي الأكثر تنوعا ، وتستخدم على نطاق واسع في المنتجات الغذائية والدوائية. وقد أظهرت دراسات سابقة من هذا النوع لدينا مختبر B الجيلاتين الجسدي يمكن تغليف الحمض النووي ، التي حافظت على بنية supercoiled كفاءة ترنسفكأيشن البلازميد وتحسينها التسليم داخل الخلايا. بواسطة thiolation من الجيلاتين ، يمكن عرض المجموعات سلفهيدريل في البوليمر وسوف ومكسورة ORM السندات ثاني كبريتيد داخل النانوية ، والتي تستقر في ثاني كبريتيد السندات كلها معقدة ومرة واحدة بسبب وجود الجلوتاثيون في العصارة الخلوية ، سوف يتم الافراج حمولة 2-5. بولي (جلايكول الإثيلين) (PEG) معدلة وجينز ، وعندما تدار في جهاز الدورة الدموية ، ويوفر على المدى تداول الأوقات ، والأهداف تفضيلي لكتلة الورم بسبب النفاذية المفرطة من قبل neovasculature تعزيز النفاذية وأثر الاحتفاظ 6. وقد أظهرت الدراسات الإفراط في التعبير عن مستقبلات عامل نمو البشرة (EGFR) على Panc – 1 خلايا البنكرياس غدية 7. وكان EGFR الببتيد محددة من أجل استهداف خط البنكرياس بنشاط الخلايا السرطانية ، مترافق على سطح الجسيمات من خلال هل PEG 8
وتتركز معظم العلاجات الجينات المضادة للورم في إدارة الجينات الكابتة للورم ، مثل البرية من نوع البروتين p53 (WT – البروتين p53) ، لاستعادة وظيفة الموالية لأفكارك في الخلايا 9 </سوب>. وظائف آلية البروتين p53 كمسار الحرجة يشير في نمو الخلايا ، والذي ينظم الخلايا ، خلية دورة الاعتقال ، والتمثيل الغذائي وغيرها من العمليات 10. في سرطان البنكرياس ، ومعظم الخلايا لديها طفرات في البروتين p53 ، مما تسبب في فقدان النشاط أفكارك. مع مقدمة من البروتين p53 – بالوزن ، يمكن إصلاح الخلايا ويؤدي كذلك موت الخلية في الخلايا السرطانية 11.
استنادا إلى المنطق أعلاه ، قمنا بتصميم EGFR استهداف الببتيد المعدلة النانوية الجيلاتين thiolated لإيصال الجينات البروتين p53 – بالوزن وتقييم كفاءة التسليم وترنسفكأيشن في الخلايا Panc – 1.
وأعدت الرقابة واستهدفت EGFR النانوية thiolated الجيلاتين مع تغليف الحمض النووي الكفاءة والاستقرار. وكانت أحجام الجسيمات من كل هذه النظم في نطاق 150-250 نانومتر في القطر. وقد ثبت زيتا المحتملة لهذا النظام هو نظام سلبية قليلا. مع تحليل SEM ، كانت أحجام النانوية مع نفس النتيجة Zetasizer. ويمكن تحليل ESCA تأكيد الربط والببتيد تعديل السطح.
وأظهر تحليل لطخة غربية أن Panc – 1 الخلايا قد تعبير EGFR مستويات عالية ، وكان يستخدم هذا الخط لخلية في الدراسات المختبرية. وكانت كل من التحكم وتعديل سطح النانوية أقل نسبيا السامة للخلايا في الخلايا Panc 1 – مقارنة PEI.
وأظهرت الدراسات الاتجار خلية امتصاص السريع وإطلاق سراح من البلازميد EGFR استهداف الخلايا النانوية في Panc – 1. أدى تسليم الحمض النووي البلازميدات مع مراسل معربا عن EGFR استهداف النانوية في أعلى المستوياتGFP التعبير النسبية لعناصر التحكم الأخرى ، بما في ذلك Lipofectin المعقد – DNA. مع النظام نفسه ، أثار ترنسفكأيشن مع وزن البروتين p53 – البلازميد مسار المصب أفكارك وموت الخلايا المبرمج في الخلايا السريعة التي يسببها Panc – 1.
هذه النتائج الأولية تشير إلى أن EGFR استهداف جزيئات الجيلاتين thiolated يمكن أن تكون بمثابة نظام DNA الولادة الآمنة والفعالة للعلاج بالجينات لعلاج سرطان البنكرياس.
The authors have nothing to disclose.
وأيد هذه الدراسة من قبل التحالف المعهد الوطني للسرطان في تقنية النانو لمركز السرطان للتفوق تكنولوجيا النانو لمكافحة السرطان (CCNE) منحة – U54 CA151881.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
Type B gelatin, Bloom 225 | Sigma-Aldrich | G9391 | |
2-iminothiolane hydrochloride | Sigma-Aldrich | I6256 | |
pEGFP-N1 plasmid | Elim Biopharm | N/A | |
pORF-hp53 E. coli | Invivogen | porf-hp53 | |
Glyoxal solution (40wt. % in H2O) | Sigma-Aldrich | 128465 | |
Glycine | Sigma-Aldrich | 410225-250G | |
QIA filter Plasmid Mega kit | Qiagen | 12281 | |
Beckman LE 80K Ultracentrifuge | Beckman | N/A | |
FreeZone 6 Liter Console Freeze Dry Systems | Labconco | 7753020 | |
mPEG-SCM, MW 2,000 Da | Laysan | mPEG-SCM-2K-1g | |
MAL-PEG-SCM, MW 2,000 Da | Jenkem Technology | A5001-1 | |
Zetasizer Nano | Malvern | Zetasizer Nano ZS | |
Hitachi 4800 field emission scanning electron microscope | Hitachi | S-4800 UHR FE-SEM | |
Quant-iT PicoGreen dsDNA Reagent and Kits |
Invitrogen | P7589 | |
Lipofectin Transfection Reagent | Invitrogen | 18292011 | |
DMEM | Mediatech cellgro | 10 013 CM | |
RPMI | Mediatech cellgro | 50 020 PB | |
Pierce BCA Protein Assay Kit | Thermo Scientific | 23225 | |
iBlot Dry Blotting System | Invitrogen | IB1001 | |
XCell SureLock Mini-Cell and XCell II Blot Module Kit CE Mark | Invitrogen | EI0002 | |
Pierce ECL Western Blotting Substrate | Thermo Scientific | 32109 | |
Kodak Digital X-ray Specimen (DXS) System | Kodak | N/A | |
CellTiter 96 AQueous One Solution Cell Proliferation Assay (MTS) | Promega | G3580 | |
BioTek SynergyHT plate reader | BioTek | N/A | |
Nanodrop 2000 | Thermo Scientific | N/A | |
One-step RT-PCR kit | Qiagen | 210212 | |
Chromatin Condensation/Membrane Permeability/Dead Cell Apoptosis Kit | Invitrogen | V23201 | |
Apo-ONE Homogeneous Caspase-3/7 Assay kit | Promega | G7790 | |
Hybaid PCR Sprint Thermal Cycler | Thermo Scientific | N/A | |
EGF Receptor Antibody | Cell signaling | 2232 | |
β-Actin Antibody | Cell signaling | 4967 | |
Anti-rabbit IgG, HRP-linked Antibody | Cell signaling | 7074 | |
Mouse Monoclonal GFP Antibody | Novus Biologicals | NB600-597 | |
Goat Polyclonal GFP antibody (Alkaline Phosphatase) | Novus Biologicals | NB600-1502 | |
Phosphatase Substrate Kit | Thermo Scientific | 37620 |