Abstract

Fundo

Nanopartículas magnéticas Avançados (PN) carregados com drogas anti-tumorais em combinação com um campo magnético externo (EMF) – entrega guiado pode melhorar a eficácia do tratamento e pode diminuir os efeitos secundários graves. O objectivo deste estudo foi um) para investigar a aplicação do PEG modificado GMNPs (PGMNPs) como um veículo de fármaco da quimioterapia composto doxorrubicina (DOX)

In vitro

; 2) avaliar a eficácia terapêutica de DOX conjugado PGMNPs (DOX-PGMNPs) usando uma entrega guiado-EMF

in vivo

.

Métodos

Em primeiro lugar, DOX-PGMNPs foram sintetizados e a citotoxicidade da DOX-PGMNPs foi avaliada

in vitro

. Em segundo lugar, após a administração intravenosa de DOX-PMGPNs a ratinhos portadores de tumores de células de hepatoma de H22, a biodistribuição DOX em diferentes órgãos (tecidos) foi medida. A atividade antitumoral foi avaliada utilizando diferentes estratégias de tratamento, tais como DOX-PMGPNs ou DOX-PMGPNs com uma entrega guiado-EMF (DOX-PGMNPs-M).

Resultados

Os volumes relativos dos tumores em DOX-PGMNPs-H, DOX-PGMNPs, e grupos DOX foram 5,46 ± 1,48, 9,22 ± 1,51 e 14,8 ± 1,64, respectivamente (cada

P

0,05), após o tratamento durante 33 dias. O tempo de vida de ratos portadores de tumor tratados com DOX-PGMNPs-M, DOX-PGMNPs e DOX foram 74,8 ± 9,95, 66,1 ± 13,5 e 31,3 ± 3,31 dias, respectivamente (cada

p Art 0,05 ).

Conclusão

Este design simples e adaptável nanopartículas podem acomodar quimioterapia para otimização de entrega de drogas e

in vivo

definição fármaco-alvo em biologia sistema de perfis, aumentando a margem de segurança no tratamento de cânceres no futuro próximo

Citation:. Chao X, Zhang Z, Guo L, Zhu J, Peng M, Vermorken AJM, et al. (2012) A Novel magnético de nanopartículas de Drogas Transportador por aprimorado Cancer Chemotherapy. PLoS ONE 7 (10): e40388. doi: 10.1371 /journal.pone.0040388

editor: Efstathios Karathanasis, Case Western Reserve University, Estados Unidos da América

Recebido: 15 Janeiro, 2012; Aceito: 06 de junho de 2012; Publicação: 08 de outubro de 2012

Direitos de autor: © Chao et al. Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da Licença Creative Commons Attribution, que permite uso irrestrito, distribuição e reprodução em qualquer meio, desde que o autor original ea fonte sejam creditados

Financiamento:. Este trabalho foi apoiado pelo National Research alta Tecnologia e Desenvolvimento (863) Programa da China (2006AA020705). O financiador não teve nenhum papel no desenho do estudo, recolha e análise de dados, decisão de publicar ou preparação do manuscrito

CONFLITO DE INTERESSES:.. Os autores declararam que não existem interesses conflitantes

Introdução

compostos quimioterapêuticos convencionais são distribuídos de forma não específica no corpo, assim indiscriminadamente afectar tanto células saudáveis ​​normais, bem como de proliferação rápida de células cancerosas. Por esta razão, para a dose terapêutica desejada para atingir o tumor, os efeitos secundários ocorrem, na maioria dos casos devido aos níveis elevados de toxicidade. A falta de direcionamento especificidade de agentes quimioterápicos convencionais faz com nanopartículas magnéticas (MNPS) nanocarriers drogas atraentes. Por exemplo, os compostos quimioterapêuticos podem ser conjugados com MNPS e pode ser especificamente direccionada para tumores localizados por um campo magnético externo (EMF) guiada por entrega

In vivo

[1], [2]. MNPs estão a ser investigados extensivamente para utilização como veículos de fármacos [3], [4]. Um EMF é colocado e centrado sobre o local do alvo (i.e., o tumor ou tumores). A direcção da força de EMF permite que complexos de agentes terapêuticos /nanopartículas que são administradas através de injecção intra-arterial ou intravenosa para entrar na área do tumor. A droga guiada-EMF aumenta localizada a eficácia terapêutica de fármacos conjugados e diminui a toxicidade sistémica [1], [4], [5].

Nanopartículas de ouro têm sido utilizadas como transportadores para investigar tumor, alvo de entrega de drogas e de laser tratamento de cancro devido à sua maior compatibilidade e circulação [6] – [8]. Por outro lado, MNPs cooperado com polímero têm provado ser um transportador atraente como veículo de entrega de drogas [9]. Estes MNPs poderiam não só par de drogas na sua superfície, mas também a resposta a uma EMF. Fe

3O

4 /nanopartículas de Au (GoldMag PN /GMNPs) têm uma estrutura de núcleo central /invólucro que é sintetizado pela redução de Au

3+ com hidroxilamina na presença de Fe

3O

4 [10], [11]. Como resultado, GMNPs tornar-se magnetizado, tornando assim as partículas responsivo a aplicar posteriormente campos magnéticos, devido ao Fe

3O

4 do núcleo. Além disso, biomoléculas (por exemplo, anticorpos, antigénios, e alguns compostos quimioterapêuticos) pode ser facilmente acoplado a superfície destas GMNPs sem a necessidade de agentes de reticulação adicionais [12] – [16]. As proteínas plasmáticas adsorvidos sobre nanopartículas são rapidamente removidos pelo sistema reticuloendotelial (RES) [17] – [20]. As nanopartículas podem ser revestidos com polímeros hidrófilos, tais como polietileno glicol (PEG), que são utilizados para dispersar partículas de droga, a fim de aumentar a sua meia-vida no sangue e para minimizar ou evitar a adsorção de proteínas, evitando-se assim eliminação pelo RES [21] , [22]. O PEG é um polímero hidrofílico flexível que pode ser utilizado como um segmento formador da concha. O PEG concha densa permite um alto grau de biocompatibilidade e também dota a micela com um caractere discrição no compartimento do sangue, consequentemente, conseguir um longo tempo de circulação [21] – [23]. GMNPs modificadas com PEG (PGMNPs) foram sintetizados e caracterizados como transportadores de drogas, que têm uma magnetização de 34 emu saturado /g, com um diâmetro médio de 50 nm e estavam suspensão homogénea sem agregação em PBS [12].

a doxorrubicina (DOX) a quimioterapia baseada exibiu apenas uma atividade antitumoral modesto, com efeitos adversos toleráveis ​​em pacientes com carcinoma avançado hepatocelular (HCC) [24]. Os propósitos de nosso estudo foram: 1) para investigar a cinética de DOX-PGMNPs conjugação ea liberação de DOX de DOX-PGMNPs

in vitro

; 2) para avaliar a citotoxicidade do conjugado de DOX-PGMNPs utilizando uma linha celular de hepatoma de rato (H22)

In vitro

; e 3) para avaliar a eficácia terapêutica do conjugado DOX-PGMNPs usando uma entrega guiado-EMF e células de hepatoma H22 ratos portadores de tumores

in vivo

.

Materiais e Métodos

mouse linha de células de hepatoma H22 e modelo do rato portador de tumor

Todos os animais foram alojados e tratados de acordo com as diretrizes da Universidade Northwest animal Care Institucional e comitê de Uso e todos os trabalhos de animais foi aprovado pela comissão competente (IACUC 0.000.125 0000125B e-4). O protocolo foi aprovado pelo comitê de ética (da Universidade Northwest 035/2009) do comitê de ética local e todos os animais receberam cuidados de acordo com “The Principles of Laboratory Animal Care” formuladas pela Sociedade Nacional de Pesquisa Médica e do “Guia para a Cuidados e Uso de Animais de laboratório “, publicado pelo National Institutes of Health (NIH Publication No. 86-23, revista em 1996).

A linha de células H22 rato hepatoma foi cultivada em meio RPMI-1640 suplementado com 10% FBS, 100 unidades /ml de penicilina e 100 ug /ml de estreptomicina a 37 ° C e 5% de CO

2. ratinhos BALB /c (4 a 8 semanas de idade, machos, peso corporal 26 ± 5 g) foram alojados (um rato por gaiola) em condições específicas isentas de agentes patogénicos, mantidos num ciclo de luz-escuro de 12 horas com a temperatura controlada (20-24 ° C), e receberam comida esterilizada. O modelo de ratinho portador de tumor foi gerado por injecção subcutânea de 4 × 10

5 H22 células com 50 ul de solução salina tamponada com fosfato (PBS) no flanco direito raspada. O protocolo de tratamento os ratos necessário para ser anestesiados e estes foram anestesiados com cetamina (80 mg /kg) e xilazina (3 mg /kg) e acepromazina (2 mg /kg) através de injecção intraperitoneal (IP). Se uma dose adicional foi necessária, foi utilizada cetamina sozinho.

Síntese de conjugados de DOX-PGMNPs

PGMNPs foram sintetizados e caracterizados como nanocarriers drogas como anteriormente descritos. PGMNPs com o diâmetro de média ~ 50 nm foram utilizados neste estudo [12]. Aproximadamente 0,2 ml de PGMNPs (10 mg /ml) de suspensões foi adicionado a 5 ml de tubos de centrífuga, e magneticamente separada com um separador magnético (GoldMag Nanobiotec, Xian, China); o sobrenadante foi descartado. Um total de 2 mL de concentrações variáveis ​​de DOX (0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6 mg /ml) foi adicionado às PGMNPs precipitar. As misturas foram incubadas num agitador à temperatura ambiente durante 4 horas. O conjugado de DOX-PGMNPs foi separada magneticamente e o conteúdo de medicamento deixada no sobrenadante foi medida por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC, instrumento Shimadzu 2010A, Shimadzu, Japão). A análise por HPLC foi realizada utilizando uma bomba binária, forno de coluna, e detector de UV. LC software solução foi utilizada para a análise de dados. A separação cromatográfica foi realizada uma Inertsil ODS-® SP coluna analítica (150 mm x 4,6 mm, 5 um, da Shimadzu, Japão) com a temperatura da coluna fixada em 25 ° C. Uma eluição isocrática foi realizada depois de 15 min, utilizando 0,1% de ácido acético e acetonitrilo na proporção de 72/28 (v /v). A taxa de fluxo foi de 0,8 mL /min, comprimento de onda do detector foi ajustado para 254 nm, e o volume de injecção foi de 20 ul. A carga de droga (%) sobre a superfície das PGMNPs foi calculada usando a seguinte equação:. A carga de droga (%) = (a massa de fármaco em PGMNPs /a massa de PGMNPs) × 100%

libertação de DOX estudo

in vitro

Um total de 5 mg de conjugado de DOX-PGMNPs (DOX carga de 8,2%) foi suspenso em 15 ml de PBS (pH 7,4). O meio libertando foi colocado num incubador com agitação a 37 ± 0,5 ° C e 180 rpm durante 15 min. PGMNPs foram então separadas, e uma aliquota do sobrenadante (0,5 ml) foi retida. A concentração de DOX no sobrenadante foi quantificado por HPLC e foi calculada a quantidade de DOX libertado das PGMNPs. A libertação de droga (%) a partir do conjugado de DOX-PGMNPs foi calculada em diferentes pontos de tempo, utilizando a seguinte equação:. A libertação de droga (%) = (massa de droga no sobrenadante /massa de fármaco inicialmente conjugado para o PGMNPs) × 100%

a citotoxicidade de PGMNPs e o conjugado de DOX-PGMNPs em cultura de células H22

Um volume de 180 ul de H22 células foram semeadas em placas de 96 poços (4.000 células /poço). No dia seguinte, 20? L de DOX (0,4, 4, 8, 20 ou 40 ug /ml) ou 20 uL de conjugado de DOX-PGMNPs (4,88, 48,8, 97,6, 244 ou 488 ug /ml) foi adicionado a suspensões de células H22 (DOX taxa de carregamento de 8,2%). Em ambos os casos, a concentração final de DOX foi a mesma (0,04, 0,4, 0,8, 2 e 4 ug /ml). As células foram tratadas com várias concentrações de DOX (a partir de solução ou de DOX DOX-PGMNPs conjugado) em placas de 96 poços a 37 ° C e 5% de CO

2 ambiente durante 24 horas.

A citotoxicidade do equivalente quantidades de PGMNPs (em comparação com DOX-PGMNPs conjugado) foi avaliada também. As células de controlo foram cultivadas em apenas meio. Tiazolilo brometo de azul de tetrazólio (25 uL de 5 mg /ml) (MTT, Amresco Inc., Solon, OH) foi adicionado a cada poço e incubou-se durante 4 horas. O meio de cultura foi removido dos poços e substituído com 150 ul de dimetilsulfóxido (DMSO, BioTek, Winooski, VT). Após agitação suave durante 15 min a 25 ° C, a solução de DMSO foi transferido para tubos de centrifugação e centrifugada a 2000 rpm durante 5 min. A absorvência foi então medida a 570 nm com um Leitor de Microplacas Universal Elx-800 (BioTek, Winooski, VT). A taxa de inibição das células foi calculado usando a fórmula: taxa de inibição celular = (1-a

Teste /Um

Controlo) × 100%; onde A

Test é a absorção dos poços experimentais e A

Controle é a absorção dos poços de controlo. A concentração inibitória de metade do máximo (IC

50; a concentração do fármaco correspondente a 50% de inibição de crescimento) foi calculada utilizando SigmaPlot 9.0 (Systat Software Inc., San Jose, CA) e a função logística de 4 parâmetros padrão para análise da curva a dose resposta

DOX biodistribuição em camundongos portadores de tumor e experimentos de quimioterapia

Os ratos portadores de tumores H22 foram divididos aleatoriamente em 4 grupos.; O grupo I (grupo DOX) foi injectado com 0,15 ml de DOX dissolvido em solução salina fisiológica (0,82 mg /ml); Grupo II (grupo DOX-PGMNPs) foi injectado com 0,15 ml de suspensão de DOX-PGMNPs conjugado (10 mg /ml PGMNPs, DOX carga de 8,2%); Grupo III (grupo DOX-PGMNPs-M) foi injetado com 0,15 ml de suspensão conjugado DOX-PGMNPs (10 mg /ml, DOX carregamento 8,2%) usando um EMF 0,5 tesla (0,5 T imã permanente, Northwestern Universidade Politécnica, Xi’an, China) aplicado sobre o tumor durante 2 horas; e Grupo IV (grupo de controle) foi injetado com 0,15 ml de solução salina fisiológica sozinho para servir como controle. As doses foram normalizadas para 5 mg de DOX por kg de peso corporal, quando o volume do tumor atingiu 50 a 100 mm

3 (~ 10 dias após a inoculação das células tumorais). O volume de 150 ul foi injetado na veia da cauda e o tratamento foi realizado três vezes, sem intervalo de três semanas

medição DOX biodistribuição:. Camundongos (Grupo I, Grupo II e do Grupo III; n = 6 para cada grupo) foram sacrificados após 0,5 horas de tratamento para a medição de DOX biodistribuição. O sangue, órgãos principais (coração, pulmão, fígado, baço, rins), e o tumor de cada ratinho foram colhidos para análise quantitativa da biodistribuição DOX. O sangue foi centrifugado a 5000 rpm durante 1 min a 4 ° C e o sobrenadante foi obtido por adição de 180 metanol ul e 20 ul de solução padrão interna (0,2 mg /solução de daunorrubicina ml em metanol) a um tubo de 2 ml contendo 200 ul de plasma. Para o órgão (coração, pulmão, fígado, baço, rim) e as amostras de tumor, os tecidos congelados foram pesados ​​e homogeneizados a 4 ° C em NaCl a 0,9% para um volume total de 10 ml e centrifugou-se a 5000 rpm durante 1 min a 4 ° C para recuperar o sobrenadante.

Um volume total de 200 ul de plasma, ou o sobrenadante de tecido homogeneizado, ou as amostras de tumor foi então misturada com 180 ul metanóis e 20 ul de soluções padrão interno, seguido por sulfato de sódio 0,4 g. A mistura foi homogeneizada por vórtex durante 5 min e, em seguida, incubou-se a 4 ° C durante 1 h. Após a incubação de 1 h, a mistura foi centrifugada a 12000 rpm durante 15 min. O sobrenadante (50 ul) foi analisada por HPLC e a quantidade de DOX nas amostras de tecido e tumor foi medido. Finalmente, foi calculada a dose injectada por cento por grama de tecido de amostras de tecido e tumor

experiências Quimioterapia:. Ratinhos portadores de tumor H22 (4; grupos para cada grupo, n = 18) foram utilizados e o tratamento foi realizada como descrito acima. O efeito anti-tumoral foi avaliada através dos seguintes passos: 1) os ratinhos foram sacrificados seis para cada grupo no 24

° dia após o tratamento. Os tumores foram colhidas e fixadas em 10% de formalina, embebidos em parafina e seccionadas (5 uM cupês) para coloração de hematoxilina-eosina (HE) para fins de exame microscópico; 2) os tamanhos do tumor (4 grupos, por cada grupo, n = 12) foram medidos por um compasso de calibre antes da terapia e a cada três dias após o tratamento usando a seguinte equação: volume do tumor (V, MM

3) = (comprimento do tumor × width tumor)

2/2. O tempo de vida de cada animal também foi registrado. O volume relativo do tumor foi calculada a partir de V = V /V

0, em que V

0 é o volume do tumor no início do tratamento. Os pontos finais de o efeito anti-tumoral foi avaliada pelo grau de inibição do crescimento do tumor e tempo de vida após o tratamento.

A análise estatística

Os dados quantitativos foram expressos como a média ± desvio padrão (SD). As médias foram comparadas pelo teste t de Student, onde

p

valores. 0,05 foram considerados estatisticamente significativos

Resultados

Eficiência de DOX de carga na superfície do PGMNPs

a quantidade de DOX conjugado com 2 mg PGMNPs foi directamente proporcional à quantidade de DOX adicionado. O carregamento DOX variou de 2,98% a 10,78%, dependendo da quantidade de DOX utilizado (0,2 a 1,2 mg). A taxa de carregamento da saturação quando a DOX excedida de 0,6 mg (Fig. 1A) obtido.

(A) Eficiência de DOX carregamento sobre a superfície de PGMNPs foi analisado por HPLC. A quantidade de DOX conjugado com PGMNPs foi positivamente correlacionada com a massa DOX adicionado. (B) libertação de DOX a partir de conjugados de DOX-PGMNPs foi analisado por HPLC. foi observada a liberação lenta, constante e controlada de DOX.

liberação DOX de conjugados de DOX-PGMNPs

in vitro

A libertação cumulativa DOX de DOX- PGMNPs conjugado é mostrado na Figura 1B. Nos primeiros 0,5 h, 20,4% de DOX foi liberado enquanto 60,1% dos DOX foi lançado em 8 horas. Subsequentemente, as quantidades de libertação de DOX foram 79,3%, 90,2%, e 91,3% em 20 horas, 48 ​​horas e 72 horas, respectivamente. A libertação máxima de DOX (92,2%) a partir da superfície das PGMNPs foi conseguida em 100 horas.

A citotoxicidade de PGMNPs e DOX-PGMNPs

A taxa de inibição das células foi determinada utilizando o ensaio de MTT e os resultados são mostrados na Figura 2. a citotoxicidade de DOX e DOX-PGMNPs apresentada na Figura 2A, que mostra que a taxa de inibição de células aumentou com o aumento da concentração do fármaco. A taxa de inibição de células de DOX foi modestamente mais elevada do que a do grupo de DOX-PGMNPs (IC

50 valores foram de 0,530 ± 0,010 ug /mL e 0,652 ± 0,056 ug /ml (

P

0,05) , respectivamente). Além disso, quando comparado com o grupo DOX-PGMNPs, PGMNPs sozinho não afetou H22 de células de hepatoma proliferação /viabilidade (Fig. 2B).

suspensão H22 células (A) foram tratados pela DOX ou DOX-PGMNPs conjugado. suspensão (B) H22 células foram tratadas por PGMNPs ou DOX-PGMNPs conjugado.

biodistribuição DOX em tecidos

A dose injetada por cento por grama de tecido em tumores de camundongos a partir da DOX- grupo PGMNPs-H, grupo DOX-PGMNPs, e grupo DOX foram 4,51%, 0,627% e 0,741%, respectivamente (Fig. 3). Por conseguinte, os nossos resultados mostram que as concentrações de DOX em tumores dos ratinhos do grupo de DOX-PGMNPs-M foram significativamente maiores do que os do grupo de DOX-PGMNPs ou o grupo DOX (cada

P

0,05). A dose injectada por cento por grama de tecido no sangue dos ratinhos do grupo de DOX-PGMNPs-H, o grupo de DOX-PGMNPs, e o grupo DOX foram 0,765%, 0,876% e 1,07%, respectivamente (para cada grupo

P

0,05). A dose injectada por grama de tecido por cento em fígados do grupo de DOX-PGMNPs-H, o grupo de DOX-PGMNPs, e o grupo DOX foram 1,23%, 1,33% e 0,402%, respectivamente. Portanto, não foi observada diferença significativa entre os níveis de DOX encontrados nos fígados de ratos com os grupos DOX-PGMNPs e DOX-PGMNPs-M (

p Art 0,05). No entanto, a concentração de DOX fígado pareceu ser muito menor nos ratos do grupo de DOX, quando comparada com os ratinhos nos grupos de DOX-PGMNPs-M ou DOX-PGMNPs (cada

P

0,05). Curiosamente, as concentrações mais elevadas de DOX foram encontrados no baço. A dose injectada por grama de tecido por cento em baços de ratinho foram 3,52%, 6,49% e 0,634% relatados a partir da DOX-PGMNPs-M, a-DOX PGMNPs, e os grupos de DOX, respectivamente (cada

P 0,05). Foram observadas concentrações muito baixas de DOX em outros órgãos

A percentagem da dose injectada (por exemplo, coração, pulmão e rim) para todos os três grupos (DOX, DOX-PGMNPs, e DOX-PGMNPs-M). por grama de tecido nos tumores dos ratinhos do grupo de DOX-PGMNPs-H foi muito maior do que nos tumores de ratos no grupo de DOX-PGMNPs ou o grupo DOX. DOX (H22 ratinhos portadores de tumor que tratadas com doxorrubicina; DOX-PGMNPs (H22 ratinhos portadores de tumor que tratada com suspensão conjugado DOX-PGMNPs); DOX-PGMNPs-H (H22 ratinhos portadores de tumor injecção DOX-PGMNPs suspensão conjugado e submetido a um tesla 0,5 EMF focada para o tumor durante 0,5 horas) *

p

. 0,05; **

p

. 0,01 em comparação com controles usando o teste t não pareado de Student

os estudos histológicos

o tecido tumoral foi investigada utilizando a coloração HE. a maioria das células necróticas e vacúolos foram observados em tumores do grupo DOX-PGMNPs-M. algumas células necróticas foram observadas em tumores de os DOX e DOX-PGMNPs grupos, enquanto as células tumorais única viáveis ​​foram observadas nos tumores do grupo de controlo (Fig. 4).

(hematoxilina-eosina, 400 × ampliações). Um grande número de células necróticas bem como vacúolos foram observados em tumores em ratinhos do grupo de DOX-PGMNPs-H (D), ao passo que apenas algumas células tumorais necróticas pode ser visto em tumores em ratinhos da DOX (B) ou grupos de DOX-PGMNPs (C) . Principalmente células tumorais viáveis ​​foram observadas nos tumores do grupo de controlo do rato (A).

Influência da DOX-PGMNPs no crescimento do tumor

curvas de crescimento do tumor resultantes de diferentes tratamentos com drogas de portador de tumor de células de hepatoma de H22 ratinhos estão apresentados na Figura 5. o volume relativo do tumor do grupo de DOX-PGMNPs-H, grupo DOX-PGMNPs, grupo DOX e o grupo de controlo foram determinados 21 dias após o início dos protocolos de tratamento diferentes; eles foram 3,98 ± 2,12, 4,96 ± 1,45, 7,08 ± 1,68 e 7,92 ± 1,73, respectivamente. Aos 21 dias, o tratamento DOX-PGMNPs-M proporcionou uma inibição eficaz do crescimento do tumor, que foi comparável aos encontrados para as outras estratégias de tratamento (

p Art 0,05). Deve sublinhar-se que neste ponto de tempo (aos 21 dias), não houve diferença significativa entre a inibição eficaz do crescimento do tumor no grupo de DOX e a DOX-PGMNPs grupo (

P

0,05). No entanto, no dia 33 (após o início dos vários protocolos de tratamento), a inibição do crescimento do tumor foi maior no grupo de DOX-PGMNPs-M. O volume relativo do tumor no grupo de DOX-PGMNPs-M foi de 5,46 ± 1,48, no grupo de DOX-PGMNPs foi 9,22 ± 1,51, no grupo de DOX foi de 14,8 ± 1,67 e no grupo de controlo foi de 24,3 ± 1,95 (para cada

p Art 0,01). Deve notar-se que foi observada uma diferença significativa na percentagem fraccionai do volume do tumor entre os grupos tratados com DOX, com DOX-PGMNPs e com DOX-PGMNPs-M (

P

0,05).

a inibição eficaz do crescimento do tumor pode ser visto resultante das estratégias de tratamento DOX-PGMNPs e DOX-PGMNPs-M. A mesma dose de doxorrubicina foi injectada com murganhos de H22 modelo -bearing tumorais para DOX, DOX-PGMNPs e DOX-PGMNPs-M. A solução fisiológica mesmo volume injetado para tumor H22 -bearing modelo de camundongos como controle. *

p Art 0,05; **

p Art 0,01 em comparação com controles usando o teste t não pareado de Student

Influência da DOX-PGMNPs na expectativa de vida

A taxa de sobrevivência de tumor. -bearing ratinhos tratados com DOX-PGMNPs-H, DOX-PGMNPs, DOX e o grupo de controlo diminuiu com o tempo. A taxa de sobrevivência de ratinhos portadores de tumor tratados com DOX-PGMNPs-H, DOX-PGMNPs, DOX e o grupo de controlo foram de 75%, 66,7%, 33,3% e 16,7% após o tratamento durante 33 dias (Fig. 6A).

(a) a sobrevivência como uma função de tempo dos ratinhos portadores do tumor do grupo de DOX-PGMNPs-M. (B) Há um aumento significativo do tempo de vida dos ratinhos portadores de tumor do grupo DOX-PGMNPs-M.

O tempo de vida de ratos portadores de tumor tratados com DOX-PGMNPs-M, DOX-PGMNPs, DOX e o grupo controle foram 74,8 ± 9,95, 66,1 ± 13,5, 31,3 ± 3,31 e 25,8 ± 10,1 dias, respectivamente (cada

p Art 0,05) (Fig 6B.). O tempo de vida dos ratinhos no grupo de DOX-PGMNPs e o grupo DOX-PGMNPs-M foi significativamente mais tempo do que aqueles no grupo de DOX ou no grupo de controlo (

P

0,05). Além disso, o tempo de vida dos ratinhos no grupo de DOX-PGMNPs-M foi significativamente mais tempo do que aqueles no grupo de DOX-PGMNPs (

P

0,05).

Discussão

é muito crítico para a droga adsorvido sobre as partículas podem libertar-transportador. Além disso, o transportador de entrega de droga ideal é aquele a partir do qual a droga pode soltar-se com uma quantidade sustentada e controlada dentro de um dado tempo. O carregamento e a libertação a partir de padrões de DOX DOX PGMNPs mostrou que poderia ser eficientemente carregado numa e libertado a partir PGMNPs (Fig. 1). O carregamento DOX variou de 2,98% a 10,78% com a quantidade de aumento de DOX e o valor da taxa de carga de fármaco máxima é de cerca de 107,8 ng /mg, o que a carga de fármaco é 10,78% (Fig. 1A). A taxa de carregamento alcançada a saturação quando a concentração maior que 0,6 mg /ml. Os resultados de estudos de libertação de drogas in

in vitro

mostrou um período de libertação rápida na saturação primeiras 10 horas e a libertação do fármaco após 20 horas (Fig. 1B). Devido a grupo OH em DOX e PEG, os comportamentos de libertação do medicamento são afectadas por o valor de pH e temperatura. Com base nos dados, foi provado que a interação fundamental de DOX e PEG moléculas modificadas em nanopartículas de ouro magnético é o hidrogênio-bond [12]. Além disso, o comportamento de libertação do fármaco está de acordo com os resultados de toxicidade de DOX livre e DOX-PGMNPs em células de hepatoma de H22 após exposição de 24 horas. Embora a taxa de inibição de células da DOX é modestamente superior ao da DOX-PGMNPs, os nossos estudos mostram que DOX- PGMNPs exibir um perfil de toxicidade semelhante como DOX livre em células H22 (Fig. 2A), indicando assim que a DOX-PGMNPs têm antitumoral suficiente actividade para inibir o crescimento do tumor.

in vitro

ensaios de citotoxicidade demonstrou que PGMNPs não foram significativamente citotóxicos porque 85,4% de H22 células cultivadas na presença de 2,0 mg /ml permaneceram viáveis ​​(Fig. 2B ). A falta de qualquer citotoxicidade significativa sendo observada pode ser explicada pelo seguinte: 1) as NPs têm uma concha de ouro e ouro coloidal é conhecida por ter baixa toxicidade e boa biocompatibilidade [25], [26]; e 2) O PEG é um polímero hidrofílico biocompatível que podem melhorar as propriedades de NPs, diminuindo a sua toxicidade [27], [28]. A citotoxicidade da DOX-PGMNPs foi estudada

in vitro

eo IC

50 valores de DOX livre e DOX-PGMNPs foram encontrados para não ser significativamente diferente. Assumimos a causa que a taxa de inibição celular em DOX é levemente maior que o grupo DOX-PGMNPs está existem as DOX-PMGNPs primeiro a libertação de DOX das NPs; embora não se pudesse atingir o efeito de inibição como o mesmo nível de droga como o grupo de DOX livre. Alguns DOX-PMGNPs poderia ser absorvido pelas células que levaram à citotoxicidade potente do que DOX livre como a mesma qualidade que carregado em PMGNPs. Tanto o factor são atribuídos ao cytotoxcity de DOX-PMGNPs são mais baixos do que DOX, embora eles não tinham diferença significativa estatisticamente. Estes resultados demonstraram que a DOX-PGMNPs são citotoxinas potentes contra células cancerosas de H22 hepatoma (Fig. 2A).

Os nossos resultados (a partir de vários tratamentos) indicou que a concentração de DOX foi significativamente inferior nos fígados de ratinho em comparação com baços ( Fig. 3). Relatórios anteriores demonstraram que as nanopartículas de ouro revestidas com PEG são acumuladas em ambos o baço e o fígado [29], [30]. Embora a quantidade de nanopartículas deve correlacionar-se com a quantidade de DOX no sistema, este resultado pode ser explicado pelo facto de DOX pode ser metabolizada no fígado e, portanto, pode ser causando menores quantidades do composto a ser detectado no fígado

in vivo

.

sistema de entrega de drogas magneticamente alvo poderia melhorar a eficácia da terapia através do aumento da concentração do fármaco no tumor, reduzindo as concentrações de drogas sistêmicas que produzem efeitos tóxicos sistêmicos [31], [32]. A actividade antitumoral do tratamento DOX-PMGPNs-M foi observada por meio da determinação do volume relativo do tumor e o tempo de vida de murganho (Figs. 5 e 6). A potência terapêutica e a eficácia do tratamento de DOX-PGMNPs-M foi demonstrada por necrose tumoral. As actividades anti-tumor pode ser atribuído às várias concentrações de drogas em tumores devido às diferenças nas experiências (Figs. 3, 5 e 6). A terapia DOX-PGMNPs-M mostrou um aumento significativo da eficiência DOX quando comparado com a terapia DOX sozinha, o que é mais provável, porque PGMNPs desempenham efectivamente DOX ao local alvo (tumor) por uma força EMF. DOX concentrações nos tumores dos ratinhos do grupo de DOX-PGMNPs-M foram significativamente maiores do que os do grupo de DOX-PGMNPs ou o grupo DOX após a injecção de 0,5 h. Isto levou à potência terapêutica e eficácia da DOX-PGMNPs-M. Em contraste, não havia nenhuma diferença de concentração de DOX nos tumores entre os grupos tratados com DOX ou DOX-PGMNPs (Fig. 3). Isto poderia atribuída a permeabilidade aumentada e o efeito de retenção (EPR) de DOX-PGMNPs no fígado e baço e o comportamento de libertação controlada de drogas. Portanto, ele não levou a um maior acúmulo de DOX no tumor de DOX-PGMNPs comparação com livre DOX. Os dados da concentração de DOX no fígado, baço e tumores de DOX-PGMNPs também é de acordo com os resultados. A eficiência da inibição do crescimento do tumor foi substancialmente mais pronunciada em ratinhos do grupo de DOX-PGMNPs do que em ratos do grupo de DOX, embora não têm nenhuma diferença significativa entre o grupo de DOX-PGMNPs-H e o grupo de DOX-PGMNPs-m. Tal poderia implicar que o efeito inibidor do crescimento da DOX-PGMNPs (Figs. 5 e 6) não está apenas relacionada com a concentração de DOX mas também o comportamento de libertação de DOX de DOX-PGMNPs

In vivo

. Embora os estudos sobre as células H22 indicaram que PGMNPs apresentada nenhuma toxicidade significativa (ou toxicidade menor)

In vitro

, um efeito citotóxico directo dos PGMNPs sobre as células tumorais in

in vivo

não pode ser excluída. Os dados de tempo de vida dos ratinhos tratados com DOX-PGMNPs-H, DOX-PGMNPs, e DOX (74,8 ± 9,95, 66,1 ± 13,5, e 31,3 ± 3,31 dias) foram mostrou que não é significativamente a eficiência para o tratamento de tumores de DOX-PGMNPs grupo em comparação com o grupo de DOX. Usando um EMF para localizar estas transportadoras de drogas de carregamento, a eficiência para o tratamento do tumor será melhor.

Em resumo, a ligação DOX-PGMNPs e liberando foram eficientes

in vitro

investigações e os resultados mostram que a maioria de DOX-PGMNPS foram apuradas pelo RES e direcionada para fígado e baço. Isto indica que os constituem PGMNPs nanocarriers altamente atraentes e oferecem uma perspectiva promissora para uma entrega guiado-CEM de agentes terapêuticos anti-cancerígenos e integração em protocolos de tratamento de cancro. Embora a investigação adicional é necessária para demonstrar melhor que PGMNPs são de facto portadoras de drogas em geral, a possibilidade de que um único transportador pode ser utilizado para o transporte de várias classes de drogas para os seus alvos desejados faz com que essas PGMNPs ferramentas terapêuticas versáteis. Além disso, os perfis farmacocinéticos obtidos até à data, certamente justificar uma investigação mais aprofundada destes PGMNPs. Esta tecnologia tem o potencial de fornecer a necessidade há muito sentida de um método de administração de fármaco preciso, consistente e eficaz que pode ser usado em numerosas aplicações médicas.