Síntese de Nanopartículas de ouro modificada Aptamer-PEI-g-PEG carregadas com doxorubicina para entrega de drogas direcionadas

Sendo o maior problema de saúde pública em todo o mundo, o câncer é amplamente caracterizado como tendo uma baixa taxa de cura, alta taxa de recidiva e alta taxa de mortalidade^1,2. Os métodos anti-câncer convencionais atuais incluem cirurgia, quimioterapia e radioterapia³, entre os quais a quimioterapia é o tratamento primário para pacientes com câncer na clínica⁴. Os medicamentos anticancerígenos usados clinicamente incluem paclitaxel (PTX)⁵ e doxorubicina (DOX)^6,7. O DOX, um medicamento antineoplásico, tem sido amplamente aplicado na quimioterapia clínica, devido às vantagens da citotoxicidade do câncer e da inibição da proliferação de células cancerosas^8,9. No entanto, o DOX causa cardiotoxicidade^10,11, e a curta meia-vida do DOX restringe sua aplicação na clínica¹². Portanto, os transportadores de drogas degradáveis são necessários para carregar o DOX e liberar subeqüentemente de forma controlada para uma área alvo.

As nanopartículas têm sido amplamente utilizadas em sistemas de entrega de medicamentos direcionados e têm várias vantagens no tratamento do câncer (ou seja, proporção superfície-volume considerável, tamanho pequeno, capacidade de encapsular várias drogas e química de superfície incapaz, etc.) ^13,14,15. Em particular, as nanopartículas de ouro (AuNPs) têm sido amplamente utilizadas em aplicações biológicas e biomédicas, como a terapia fototérmica do câncer^16,17. As propriedades únicas dos AuNPs, como síntese fácil e funcionalização geral da superfície, têm excelentes perspectivas no campo clínico da terapia^{oncológica 18}. Além disso, os AuNPs têm sido utilizados para identificar estratégias de entrega de medicamentos, diagnosticar tumores e superar a resistência em muitos estudos^19,20.

Não obstante, os AuNPs precisam ser mais adaptados para superar a resistência medicamentosa através da alta liberação local em lesões tumorais por meio de uma maior permeação e retenção (EPR), como as propriedades de segmentação e acessibilidade. Os AuNPs funcionais de polímeros apresentaram vantagens únicas, como a melhoria da solubilidade da água de medicamentos anticâncer hidrofóbicos e o tempo de circulação prolongado^21,22. Vários polímeros biocompatíveis têm sido usados para revestimentos AuNP, como polietileno glicol (PEG), polietileneimina (PEI), ácido hialurônico, heparina e goma xantana. Em seguida, a estabilidade, assim como a carga útil, de AuNPs é melhorada bem²³. Especificamente, o PEI é um polímero altamente ramificado que é composto por muitas unidades repetitivas de aminas primárias, secundárias e terciárias²⁴. PEI tem excelente solubilidade, baixa viscosidade e alto grau de funcionalidade, que é adequado para revestimento em AuNPs.

Por outro lado, os medicamentos anticâncicos precisam ser entregues diretamente às células cancerosas com maior eficiência de carregamento e com menor toxicidade para o tratamento de tumores metastáticos primários e avançados²⁵. Ligantes-alvo têm grande potencial para sistemas de entrega direcionados a medicamentos anticâneos²⁶. Sua seletividade para a ligação de moléculas-alvo confere especificidade de especificidade de medicamentos anticâncer e aumenta o enriquecimento medicamentoso em tecidos doentes²⁷. Mais ligantes incluem anticorpos, polipeptídeos e pequenas moléculas. Comparados com outros ligantes, os aptamers de ácido nucleico podem ser sintetizados in vitro e são fáceis de modificar. AS1411 é um oligonucleotídeo de 26 bp fosfodiester não modificado que forma uma estrutura G-tetramer dimeric estável para se ligar especificamente a um receptor de proteína nuclear de alvo superexpresso em células cancerosas^28,29,30. AS1411 inibe a proliferação de muitas células cancerígenas, mas não afeta o crescimento de células saudáveis^31,32. Como resultado, o AS1411 tem sido usado para fabricar um sistema ideal de entrega de medicamentos direcionado.

Neste estudo, um copolímero PEI-g-PEG é sintetizado através de uma reação de amida, então as nanopartículas de ouro revestidas de copolímero PEI-g-PEG (PEI-g-PEG@AuNPs) são fabricadas. Além disso, o DOX e o AS1411 estão sequencialmente ligados ao PEI-g-PEG@AuNPs preparado, como mostrado na Figura 1. Este protocolo detalhado destina-se a ajudar os pesquisadores a evitar muitas das armadilhas comuns associadas à fabricação de novas PEI-g-PEG@AuNPs carregadas com DOX e AS1411.