Sintesi di Nanoparticelle d'oro modificate Aptamer-PEI-g-PEG Caricate con doxorubicina per la consegna mirata di farmaci

Essendo il principale problema di salute pubblica in tutto il mondo, il cancro è ampiamente caratterizzato come avente un basso tasso di cura, un alto tasso di recidiva e un alto tasso^{di mortalità 1,2}. Gli attuali metodi anti-cancro convenzionali includono chirurgia, chemioterapia e radioterapia³, tra cui la chemioterapia è il trattamento primario per i pazienti oncologici nella clinica⁴. I farmaci antitumorali usati clinicamente includono principalmente paclitaxel (PTX)⁵ e doxorubicina (DOX)^6,7. Dox, un farmaco antineoplastico, è stato ampiamente applicato nella chemioterapia clinica, a causa dei vantaggi della citotossicità del cancro e dell’inibizione della proliferazione delle cellule^{tumorali 8,9}. Tuttavia, DOX causa cardiotossicità 10^,11e la breve emiprotezione di DOX ne limita l’applicazione nella clinica¹². Pertanto, i portatori di farmaci degradabili sono necessari per caricare DOX e rilasciare in modo sottoequente in modo controllato in un’area mirata.

Le nanoparticelle sono state ampiamente utilizzate in sistemi mirati di somministrazione di farmaci e hanno diversi vantaggi nel trattamento del cancro (ad esempio, rapporto superficie/volume bilmente ridotto, piccole dimensioni, capacità di incapsulare vari farmaci e chimica delle superfici tonnibili, ecc.) ^13,14,15. In particolare, le nanoparticelle d’oro (AuNPs) sono state ampiamente utilizzate in applicazioni biologiche e biomediche, come la terapia del cancro fototermico^16,17. Le proprietà uniche degli AuNP, come la facile sintesi e la funzionalizzazione generale della superficie, hanno ottime prospettive nel campo clinico della terapia del cancro¹⁸. Inoltre, gli AuNP sono stati utilizzati per identificare le strategie di somministrazione dei farmaci, diagnosticare i tumori e superare la resistenza in^{molti studi 19,20}.

Nonostante ciò, gli AuRP devono essere ulteriormente personalizzati per superare la resistenza ai farmaci attraverso un elevato rilascio locale di lesioni tumorali attraverso una maggiore permeazione e ritenzione (EPR), come le proprietà di targeting e accessibilità. Gli AuRP funzionalizzati polimerici hanno mostrato vantaggi unici, come una migliore solubilità in acqua dei farmaci anticancro idrofobici e un tempo di circolazione^{prolungato 21,22}. Vari polimeri biocompatibili sono stati utilizzati per rivestimenti AuNP, come polietilene glicole (PEG), polietileneimina (PEI), acido ialuronico, eparina e gomma di xantano. Quindi la stabilità, così come il carico utile, degli AuNP è migliorata ben²³. In particolare, pei è un polimero altamente ramificato composto da molte unità ripetute di ammine primarie, secondarie e terziarie²⁴. PEI ha un’eccellente solubilità, bassa viscosità e un alto grado di funzionalità, adatto per il rivestimento su AuNPs.

D’altra parte, i farmaci anti-cancro devono essere consegnati alle cellule tumorali direttamente con una migliore efficienza di carico e con una minore tossicità per il trattamento dei tumori metastatici primari e^{avanzati 25}. I ligandi mirati hanno un grande potenziale per i sistemi di somministrazione mirati ai farmaci anti-cancro²⁶. La sua selettività per il legame con molecole bersaglio conferisce un farmaco anti-cancro mirato alla specificità e aumenta l’arricchimento dei farmaci nei tessuti^{malati 27}. Altri ligandi includono anticorpi, polipeptidi e piccole molecole. Rispetto ad altri ligandi, gli aptameri di acido nucleico possono essere sintetizzati in vitro e sono facili da modificare. AS1411 è un oligonucleotide fosfodiestere da 26 bp non modificato che forma una struttura G-tetramero dimerica stabile per legarsi specificamente a un recettore delle proteine nucleari bersaglio sovraespresso^{sulle cellule tumorali 28,29,30}. AS1411 inibisce la proliferazione di molte cellule tumorali ma non influisce sulla crescita delle cellule^{sane 31,32}. Di conseguenza, AS1411 è stato utilizzato per fabbricare un sistema di somministrazione di farmaci mirato ideale.

In questo studio, un copolimero PEI-g-PEG viene sintetizzato attraverso una reazione ammide, quindi vengono fabbricate nanoparticelle d’oro rivestite di copolimero PEI-g-PEG (PEI-g-PEG@AuNPs). Inoltre, DOX e AS1411 sono collegati in sequenza al pei-g-PEG@AuNPs preparato, come illustrato nella figura 1. Questo protocollo dettagliato ha lo scopo di aiutare i ricercatori a evitare molte delle insidie comuni associate alla fabbricazione di nuovi PEI-g-PEG@AuNPs caricati con DOX e AS1411.