Polymalic asit bazlı bir nano ilacın bir örnek kanser için de geçerlidir kişiye tıp rasyonel tasarım karşı sunulmuştur. Bu, bir çıplak fare Her2-pozitif insan meme kanseri tedavisi için bir nano ilacın sentezini tarif eder.
Tumors with similar grade and morphology often respond differently to the same treatment because of variations in molecular profiling. To account for this diversity, personalized medicine is developed for silencing malignancy associated genes. Nano drugs fit these needs by targeting tumor and delivering antisense oligonucleotides for silencing of genes. As drugs for the treatment are often administered repeatedly, absence of toxicity and negligible immune response are desirable. In the example presented here, a nano medicine is synthesized from the biodegradable, non-toxic and non-immunogenic platform polymalic acid by controlled chemical ligation of antisense oligonucleotides and tumor targeting molecules. The synthesis and treatment is exemplified for human Her2-positive breast cancer using an experimental mouse model. The case can be translated towards synthesis and treatment of other tumors.
Kanser genomları (Biyoteknoloji ve Kanser Genom Atlası için Ulusal Merkezi) sökülmüş edildiğinde post-genomik dönemde kanser gelecekteki tedavi genellikle aynı tümörün 1-4 içindeki tümörlerin genetik çeşitliliği için hesap verecek. Biyoinformatik ve pahalı, hızlı değil DNA dizileme sağlayan bir kişisel düzeyde 2,4,5 malign genler / mutasyonların edinimi. Genler tespit edildikten sonra, hasta malign genlerin 6 kendi ifadesini değiştirmek veya susturmak için kişiselleştirilmiş tıp ile tedavi edilecektir. Kanser hücrelerini hedeflemek ve bu hücrelere ilaçlar sağlamak için ihtiyaç işlevli verme sistemleri gerektirir. Açıkçası, nano ilaçlar bu gereksinimi 7. karşılayabilir.
Keşifler kabaran dalgası olarak nanopartiküller kemoterapötik ilaçlar, proteinler ve / veya kanser hücrelerinin genetik olarak aktif madde yükleri getirmek için uygun olduğu kanıtlanmıştır. Ancak, yan etkiler reklam olmaya devamgiyinmiş. Biyodegradasyon yokluğunda ilişkin Bunlardan biri hastalıkları kışkırtmak için bir olasılıkla, sağlıklı doku ve organlarda malzeme birikimi neden olabilir. Birikmesini en aza indirmek için, non-toksik ve non-imünojenik polymalic mikrobiyal kökenli olan asit ve H2O ve CO2 ile 8 biyolojik tanıtıldı. Biz nano ilacın bir all-in-one kovalent tipi sentezlemek için polimer kullanın. Bu tür temozolomid, doksorubisin, veya antisens oligonükleotit ve ekstravazasyonu, doku hedefleme endosomolitik teslim veren fonksiyonel gruplar kimyasal olarak bağlı, kemoterapi içerir. Bu sayede tam farmasötik aktivitesi yenileyici, hedeflenen tümör hücresinde geldi ilaçlar özünde nano platformdan ayrılmaktadır.
Biz, polimer nano platformun mikrobiyal üretim yöntemi, onun arıtma ve kanser için Trastuzumab (Herceptin) içeren nano ilacın kimyasal sentezini tarifHER2 aşırı engellenmesi için hedefleme ve bir antisens oligonükleotid. Çıplak fareler üzerinde ksenogenik insan Her2-pozitif göğüs kanseri için nano ilaç uygulama olarak, kanser tedavisi, yüksek verimlilik sergilemektedirler. Polymalic asit nano ilaçlar için burada sunulan tümör hedefleme ve gen susturma ilkeleri diğer kanser vakalarının tedavisinde uygulanabilir.
Biyolojik olarak parçalanabilir bir doğal polimer nano ilaçların hazırlanması için deney yol kişiselleştirilmiş tıp sentezinde kullanılabilecek sunulmuştur. Açıklama nano ilaç sentezi için bir çok yönlü bir platformdur polymalic asit, kontrollü üretimi ve saflaştırılması ile başlar. Tekrarlanabilir teknikleri kullanarak, polimer, yüksek moleküler ağırlığa sahip ve ilaç sentezler için uygun aşırı saflıkta elde edilir. Sentez, verimli bir şekilde HER2-pozitif göğüs kanseri tedavisinde gösterilen bir nano ilaç için tarif edilmektedir. Açıklama kanser tedavisi için diğer birçok nano ilaçların sentezleri tercüme edilebilir. Hedefleme örneğin HER2 proteini ya da etkili bir şekilde içselleştirilir başka bir tümör markeri olarak bir tümör-spesifik antijeni bağlayan örneğin Herceptin gibi antikorlar içerir. Nano ilaç etkin bir tre altında kanser büyümesini inhibe edecek antisens oligonükleotitlerin ve kemoterapi bir seçim sunannuları ailenizle konuşmak. Bu örnekte, Herceptin HER2 ile spesifik antisens oligonükleotid tavlama bağlanabilen HER2-kodlama mRNA HER2-sinyalizasyon ve HER2-pozitif göğüs kanserinin şiddetli azalma sürekli engellenmesi ile sonuçlanmıştır. Tümör hedefleme ve antisens oligonükleotidler ile gen sentezlenmesinin engellenmesi için temel ilkesine dayanarak güncel birçok nano ilaçlar ve başarılı bir şekilde inhibe klinik öncesi insan glioblastoma ve üç negatif meme kanseri 11,14-18 sentezledik.
Sentetik çalışma Physarum polycephalum ("balçık kalıp" familyasından bir tür) bir kültür süpernatanından polymalic asit olduğu yüksek düzeyde saflaştırılmış nano ilaç platformunun hazırlanması ile başlar. Preparat çok antikorlar, peptidler, oligonükleotidler ve aktif ilaç dağıtım ve tümör büyümesinin önlenmesi işleyen diğer moleküllerin ataşmanına imkân veren, ilke olarak, polimerin yüksek molekül ağırlıklarına vurgulamaktadır. Followikontrol kültürlenmesini ve arıtma ng, tahmin edilebilir verimlerde polimer tekrarlanabilir kalitede imal edilmiştir. Polimer herhangi bir zaman için uygun koşullar altında depolanır.
Polimer-kolye karboksilatlar kimyasal aktivasyonu ile başlayan PMLA nano konjugatlarının sentezi birkaç sentetik aşamalarda gerçekleştirilir. Adımlar arasında, sentez ara ürün, isteğe göre keyfi miktarda hazırlanmasını sağlayan beklemeye yerleştirilebilir ve böylece ölçek büyütme kullanılabilir. Sentezin ilerlemesi TLC ve sec-HPLC ile takip edilir, ve nano ilacın bileşimi ve etkinliği hem de grup spesifik kantitatif kimyasal tahliller, ELISA ve fiziksel ölçümler, çeşitli tarafından kontrol edilir. Deneyimlerimiz bu sentezler mükemmel verim ve saflık ile sorunsuz ve tekrarlanabilir ilerledi edilmiş olmasıdır. Pe gerektiği gibi antikor ve anti-duyarlı oligonükleotitlerin özgünlüğünü seçerek nano ilaç herhangi bir varyantı olumlu sentezlenirtıp rsonalized.
Insan HER2-pozitif göğüs kanserinin başarılı tedavi modaliteleri fare kanser modelleri hazırlanması, nano ilaçlar, görüntüleme ve tümör büyümesinin analizin uygulanması için geçerlidir temsilcileridir. In vitro canlılığı testlerin sonuçları hücre hattı ve hayvan deneyinde kullanılacak öncü ilaç seçimi faydalıdır. In vivo görüntüleme Xenogen nano ilaç gerçekten tümör içine teslim olduğunu doğrular. Western blot sonuçları bazı proteinlerin düzeyi kanser tedavisi sırasında öngörülen moda yanıt olmadığını ortaya koymaktadır. Tümör boyutunun ölçülmesi, yani önlenmesi, durgunluk veya gerileme ile ilgili tedavinin başarısı hakkında bilgilendirir. Tarif edilen örnek öngörülebilirlik, tekrarlanabilirlik ve kayda değer toksisite yokluğu yüksek derecede gösteren diğer polymalic asit bazlı nano ilaçlar ile deneyim yansıtır. Toksisite ve birden t etkinliği üzerinde son sonuçlarüçlü-negatif meme kanseri tedavisi için argeted polymalic asit konjugelerin kavramı 18 güçlü desteği vardır. Tümör interstisyum içine ekstravazasyonun tarafından endotel bariyer, endozom alımı ile tümör hücre zarı ve lösin ethylester veya trileucine grupların eylem tarafından endozom zar bozulma: Bir önemli özelliği bizim nano ilaç biyo-engelleri nüfuz edebilir olmasıdır. Ekstravazasyonu ve endozom alımı güvenilir bir nano ilaca bağlı özel antikorlar ile gerçekleştirilir. Anti-fare transferrin reseptör antikoru, reseptör en tümör damar sistemi üzerinde aşırı eksprese olduğu muhtemelen, transsitoz ile tümör içine etkili akışını aracılık eder. Farklı bir antikor, spesifik olarak tümör alıcı hücre içine nano ilaç yönlendirilmesinde aynı nano eşlenik molekülü fonksiyonları üzerinde eklenmiş. Her bir antikor varlığı, transsitoz için bir ve endozom alımı için, diğeri, optimum çalışması için gereklidir. M Kantitatif analizalic asit ve antikor yüksek nano ilacın optimum bileşimi kontrol etmek için önerilmektedir. Son olarak, her-bir kovalent nano ilaç alıcı tümör hücresi içine ana damar içinden geçirmek en kimyasal olarak bağlı formda bir ilaç sunar unutulmamalıdır. Onlar hedeflenen yerinde nano eşlenik platformdan bölünme ile ücretsiz ilaçlar olarak yeniden kadar kimyasal eki (ön ilaçlar) en ilaçların inaktif hale getirir. Reaktivasyon yöntemi teslimat ve zararlı yan etkileri uyandırmak için bir asgari şans sırasında güvenlik yüksek derecede sağlar, çünkü bu önemlidir. Çok yönlülük, etkililik ve güvenlilik iyi kişiselleştirilmiş tıp vazgeçilmez özellikleridir.
The authors have nothing to disclose.
We greatly acknowledge financial support by NIH R01 CA123495, U01 CA151815, R01 CA136841, grants from the Department of Neurosurgery at Cedars-Cedars Medical Center and Arrogene Technology Inc.
Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
2-Mercapto-1-ethylamine (Cysteamine (2MEA) | Sigma-Aldrich | 30078-25G | |
4’,6-Diamidino-2-phenylindole (DAPI) | Vector Laboratories, Burlingame, CA | ||
90-Day release 17β-estradiol pellet | Innovative Research of America | ||
Alexa Fluor 680 C2 maleimide | Invitrogen | A20344 | |
Amberlite IR 120H | Sigma-Aldrich | 6428 | |
Antifoam Y-30 Emulsion | Sigam-Aldrich | A5758 | |
Anti-laminin-411 chain mAbs | Santa Cruz | SC-59980 | |
Anti-pAkt mAb | Cell Signalling | 9271S | |
Anti-PARB mAb | BD Biosciences | 556494 | |
Anti-von Willebrand Factor antibody | Abcam | AB6994 | |
Bacto Yeast Extract | Bacto, Dickinson/Sparks, MD | 212720 | |
Beta-actin | Cell Signalling | 3700 | |
BT-474 | ATCC | HTB-20 | |
Calcium Carbonate | Alfa Aesar | 36337 | |
Cell Proliferation Assay kit | Promega, Madison, WI, USA | PR-G3580 | |
Centriplus 100 | Millipore | 4414 | |
Dicyclohexylcarbodimide | Fluka | 36650 | |
DMEM | Sigma-Aldrich | D5796 | |
Eosin | Cardinal Health | S7439-4 | |
Galardin (MMP-inhibitors) | Santa Cruz | SC-994 | |
GAPDH | Cell Signalling | 2118 | |
Hematoxilin | Cardinal Health | S7439-3 | |
Hemin from porcine | Sigma-Aldrich | 51280 | |
Herceptin | Genentech | 15534 | |
Herceptin (Western blotting) | Cell Signalling | 2165S | |
IgG2a-kappa murine malignoma | Sigma | M77695X5m | |
Immun-Star AP Substrate Pack | Biorad | 170-5012 | |
Immun-StarTM AP Substrate Pack | Biorad | 170-5012 | |
LAL Reagent water | Lonza, MD | W50-1000 | |
Laminin-411 mAbs | Abcam | ||
Leucine ethyl ester (LOEt) | Sigma-Aldrich | 61850-10G-F | |
Limulus Amebocyte Lysate (LAL) PYROGENT-5000 tests | Cambrex BioScience | N384 | |
Lissamin-Morpholino AON | Gene Tools | Custom made | |
L-malic acid | Sigma-Aldrich | M6413 | |
Malate dehydrogenase | Sigma-Aldrich | M2634 | |
Mal-PEG-Mal | Laysan | mal-PEG-mal-3400 | |
Matrigel | BD Biosciences | 354248 | |
Milk, nonfat powdered | Proteomics | M203-10G | |
Morpholino oligonucleotides | GeneTools | custom made | |
mPEG5000 | Lysan | mPEG-NH2-5000 | |
N-hydroxysuccinimde (NHS) | ACROS Organics | 15727100 | |
Ninhydrin | Merck | 1.06762.0100 | |
Nitrocellulose Membrane Filter Paper Sandwich | Invitrogen | LC2001 | |
Nitrocellulose Membrane Filter Paper Sandwich, 0.45 µm | Invitrogen | LC2001 | |
Novex ® Tris-Glycine Transfer Buffer (25X) | Invitrogen | LC3675 | |
Nude Mice [Tac:Cr:(MCr)-Foxnnm] | Taconic | ||
PBS pH 7.2 10x | Gibco | 10010-49 | |
PBS pH 7.2 1x | Gibco | 70013 | |
PD-10 desalting columns | GE Healthcare | 17-0851 | |
Physarum polycephalum M3CVII | ATCC | 204388 | |
Pierce BCA protein assay | Thermo Scientific | 23225 | |
Protease inhibitor cocktail | Roche | 1.18362E+11 | |
Protein Detector ELISA Kit | KPL | 54-62-18 | |
Sephadex G-25 superfine | GE Healthcare | 17-0031 | |
Sephadex G-75 | GE Healthcare | 17-0050 | |
Sephadex-LH20 | GE Healthcare | 17-0090 | |
SKBR-3 | ATCC | HTB-30 | |
SPDP | Proteochem | C1116 | |
Streamline-DEAE | GE Healthcare | 17-0994 | |
Styryl Red FM 1-43 | Life Technologies | T-3163 | |
TBS 10x | Bio-Rad | 170-6435 | |
TCEP | Sigma-Aldrich | C4706-2G | |
TLC, silica coated aluminia sheets | Merck, Darmstadt, DE | 60F254 | |
Trileucine (LLL) | Bachem | H-3915 | |
Triton X-114 | Sigma-Aldrich | X114 | |
Tween®20 | Sigma-Aldrich | P1379 | |
Vivaspin 20 | VWR | 14005-302 | |
DAPI | Vector Laboratories, Burlingame, CA | ||
Dexmedetomidine | Pfizer | ||
Atipamezole | Pfizer | ||
Carprofen | Pfizer | ||
Betadine | Foster and Smith, Wisconsin |