Промышленное производство
Промышленный Интернет вещей | Промышленные материалы | Техническое обслуживание и ремонт оборудования | Промышленное программирование |
home  MfgRobots >> Промышленное производство >  >> Industrial materials >> Наноматериалы

Доставка лекарств на основе клеток для онкологических приложений

Аннотация

Применение клеток в качестве носителей для инкапсулирования химиотерапевтических препаратов имеет большое значение в противоопухолевой терапии. Преимущества снижения системной токсичности, улучшения нацеливания и увеличения проницаемости лекарств для опухолевых клеток делают его большим потенциалом для клинического применения в будущем. Многие исследования и успехи были достигнуты в инкапсуляции лекарств с использованием эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов, иммунных клеток и даже опухолевых клеток. Результаты показали, что противоопухолевый эффект химиотерапевтических препаратов для инкапсуляции клеток был лучше, чем у отдельных химиотерапевтических препаратов. В последние годы применение клеточных векторов при раке стало разнообразным. И химиотерапевтические препараты, и фотосенсибилизаторы могут быть инкапсулированы, чтобы достичь множественных противоопухолевых эффектов химиотерапии, фототермической терапии и фотодинамической терапии. Разнообразные способы скоординированного лечения могут дать идеальные результаты даже в случае опухолей с множественной лекарственной устойчивостью и метастатических опухолей. Однако жаль, что эта технология пока используется только in vitro. Стандартных ответов на вопрос о сохранении загруженных лекарствами клеток и безопасном способе введения в организм человека пока не получено. Таким образом, успешное применение технологии доставки лекарств в клинике по-прежнему сталкивается с множеством проблем в будущем. В этой статье мы обсуждаем последние разработки различных систем доставки лекарств на основе клеток и проблемы, с которыми они столкнутся в будущем.

Введение

Рак по-прежнему остается непреодолимым заболеванием в области медицины. Химиотерапия - основное лечение рака. Однако системная токсичность и лекарственная устойчивость, вызванные химиотерапевтическими препаратами, приводят к увеличению частоты неудач [1]. В последние годы исследователи сосредоточили свое внимание на изучении инкапсуляции лекарств клетками или наночастицами (НЧ). Внутривенное введение химиотерапевтических препаратов будет иметь сильные побочные эффекты на человеческий организм. В то же время многие лекарства плохо проникают в опухолевые клетки и не нацелены на них. Плохая растворимость химиотерапевтических препаратов в воде также является распространенной клинической проблемой. К счастью, появление новых технологий загрузки лекарств может решить эти проблемы [2]. Лекарства обычно проникают в клетки гипотоническим методом при использовании клеток для загрузки лекарств. Однако изменение проницаемости приведет к деформации клеток и снижению стабильности клеточной мембраны. Комбинация НЧ и клеток может улучшить инкапсуляцию и высвобождение лекарств, что стало горячей темой исследований в последние годы [3, 4]. Повышение биосовместимости НЧ, повышение способности нацеливаться на опухоль и продление кровообращения являются основными преимуществами вектора, полученного из клеток. Среди них повышение адресной доставки лекарств стало важной проблемой [5]. Чтобы решить эту проблему, исследователи модифицируют клеточную поверхность, чтобы улучшить нацеливание DDS на опухолевую ткань, улучшить концентрацию лекарства в опухолевой ткани и, наконец, достичь эффективного эффекта ингибирования опухоли [6]. В этом обзоре представлена ​​разработка инкапсуляции лекарственных средств или НЧ с эритроцитами, тромбоцитами, иммунными клетками, опухолевыми клетками и стволовыми клетками (таблица 1) [7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17 , 18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35].

Эритроцит

Эритроциты считаются многообещающей платформой для доставки лекарств, опосредованной клетками, благодаря присущим им преимуществам биосовместимости, большой продолжительности жизни и легкости доступа [7, 36]. Первоначально эритроциты часто инкапсулируют лекарственные средства напрямую. С развитием исследований появились эритроциты в сочетании с функциональными НЧ. Осуществлена ​​трансформация химиотерапии с использованием одного лекарства в таргетную терапию, иммунотерапию, фототермическую терапию (ФТТ) и так далее. Мембрана эритроцитов может сочетаться с НЧ разными способами. Sun et al. обобщил несколько технологий мембранного носителя эритроцитов, созданных методами ковалентного и нековалентного связывания, включая вставку липидов, биотин-авидиновый мостик, связывание EDC / NHS, конъюгацию антитело / лиганд-рецептор и пассивную адсорбцию (рис. 1) [36]. Wang et al. изучили гибридную мембрану эритроцитов и раковых клеток для достижения доставки лекарств. Гибридная мембрана не только обладает способностью маскировать иммунитет, но также способна нацеливаться на опухоль [4]. Эффективность доставки терапевтических НЧ, основанная на пассивном нацеливании на опухоль, сильно зависит от правильной регуляции времени кровообращения или микросреды опухоли. Основываясь на этой теории, Sousa Junior et al. предложили новую схему замаскированного магнитофлуоресцентного наноносителя (MMFn) мембраной эритроцита. Время циркуляции MMFn в крови составляет до 92 ч, и он имеет высокую эффективность переноса, что подтверждено на модели опухоли мышей [8]. Объективные клинические разработки противораковой вакцины ограничены. Это связано с высоким уровнем экспрессии лиганда запрограммированной смерти-1 (PD-L1) в опухолевых клетках, что приводит к иммуносупрессивным характеристикам микроокружения опухоли. Экспрессия PD-L1 на антигенпрезентирующих клетках (APC) может индуцировать Т-регуляторные клетки [37]. Следовательно, комбинация анти-PD-L1 (aPD-L1) и противораковой вакцины может быть полезной. Стареющий эритроцит обладает уникальной способностью нацеливаться на антиген-презентирующие клетки селезенки. Следовательно, комбинация блокады aPD-L1 с наноэритроцитами может вызывать антигенную реакцию in vivo, что может действительно подавлять рост опухоли и уменьшать метастазирование опухоли [9]. PTT - это новый метод лечения опухолей, который имеет большой потенциал развития и станет важным методом лечения опухолей. НЧ берлинской голубой (PB) с высокой фототермической конверсией, сильным синим, магнитным, хорошей биосовместимостью и стабильностью считаются подходящими для лечения РТТ рака. Однако время удержания в крови PB NPs короткое, что значительно снижает их противоопухолевый эффект. CD47 на поверхности эритроцитов является белком самораспознавания ретикулоэндотелиальной системы in vivo, поэтому наноматериалы, покрытые эритроцитами, могут улучшить способность иммунного бегства и продлить период полужизни в кровотоке. Мембрана эритроцитов использовалась для улучшения накопления лекарственного средства PB в очаге опухоли [10]. В качестве новой системы доставки лекарств (DDS) носитель внеклеточных везикул (EV) обладает такими преимуществами, как безопасность, высокая эффективность и длительная циркуляция. Однако недостатки, заключающиеся в низкой урожайности, высокой стоимости и неоднородности, ограничивают применение ЭВ [38]. Получение искусственных везикул на основе мембран путем разрушения и самосборки стало эффективной стратегией для решения этой проблемы. Размер и однородность многофункциональных мимических везикул, полученных из эритроцитов, можно хорошо контролировать. Исследователи использовали происходящие из эритроцитов мимические везикулы (MV), нагруженные миРНК P-гликопротеина (P-gp) и доксорубицином (DOX), для целенаправленного лечения опухолей с множественной лекарственной устойчивостью. Этот DDS на основе MV открывает новое направление для совместной таргетной терапии опухолей [11]. Транспортная платформа, полученная из эритроцитов, может быть сконструирована с помощью механической операции, которая может изменять диаметр от микрометра до нано. Результаты исследования показывают, что динамика циркуляции эритроцитов вектора в реальном времени зависит от его диаметра. Исследователи разработали оптический носитель для микро- и наноэритроцитов на основе флуоресцентной визуализации частиц в подкожной сосудистой системе здоровых мышей в реальном времени и изучили динамику кровообращения. Результат предполагает, что средний период полураспада микро- и наноносителей в кровеносных сосудах составлял ~ 49 мин и 15 мин соответственно. Через 7 дней вторая инъекция частиц увеличивала средний период полураспада микроносителя до 1 часа, а переменный период полураспада наноносителей составлял от 25 до 60 минут [39]. Фосфатидилсерин, экспонированный на поверхности носителя, является важным механизмом их удаления из кровотока [40]. Период полураспада НЧ в крови короче после первой инъекции, что указывает на то, что макрофаги могут быть более эффективными в удалении этих частиц, когда опосредованы механизмом воздействия фосфатидилсерина на поверхность. Форма и характеристики деформации носителей микроскопического размера влияют на продолжительность цикла этих частиц. Эти биохимические и биомеханические характеристики являются важными факторами для безопасной и эффективной трансляции платформы, полученной из красных кровяных телец [39]. Таким образом, эта серия результатов исследований показывает, что необходимо провести более детальное исследование векторов, полученных из эритроцитов. Только так мы сможем понять механизм воздействия носителя на болезнь и использовать эти механизмы для разработки лучшего носителя, полученного из эритроцитов.

Перепечатано с разрешения Ref. [30]. Авторские права © 2019, Theranostics

Принципиальная схема метода связывания между мембраной эритроцита и НЧ ( A ), биотин-авидиновые мостики ( B ), Соединение EDC / NHS ( C ), конъюгация антитело / лиганд-рецептор ( D ) и пассивной адсорбции (автостоп) ( E ) методы рефункционализации наномедицины на основе эритроцитов.

Тромбоциты

Тромбоциты - это безъядерные клетки крови. Продолжительность жизни тромбоцитов составляет около 8–10 дней. По сравнению с длительным временем циркуляции эритроцитов в течение четырех месяцев правильное время циркуляции тромбоцитов может избежать ненужного накопления in vivo [41]. Мембранный белок тромбоцитов CD47 может посылать макрофагам сигнал «не ешь меня», чтобы избежать фагоцитоза макрофагами. Таким образом, ожидается, что биомиметик тромбоцитов DDS улучшит ускользание макрофагов in vivo и усилит удерживание в опухолевой ткани [17]. Исследования показали, что тромбоциты играют важную роль в стимулировании пролиферации опухолевых клеток, целостности сосудов опухоли и инвазии опухолевых клеток из-за их многочисленных ангиогенных регуляторов. Микрочастицы тромбоцитов (P-MP), такие как фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), матриксная металлопротеиназа (MMP), эпидермальный фактор роста (EGF) и фактор роста тромбоцитов (PDGF), могут индуцировать активацию MAPK и AKT. сигнальные пути в опухолевых клетках, чтобы стимулировать сверхэкспрессию белков, необходимых для пролиферации опухолевых клеток [42]. Агрегация тромбоцитов связана с циркулирующими опухолевыми клетками (ЦКО). Кроме того, тромбоциты могут предотвратить экстравазацию ЦОК из сосудов за счет усиления адгезии между тромбоцитами и эндотелиальными клетками. Что еще более важно, тромбоциты могут защитить ЦКО от иммунного надзора за естественными клетками-киллерами. Следовательно, многообещающе создание DDS на основе тромбоцитарных мембран с использованием преимущества нацеливания тромбоцитов на опухолевые клетки. Распространенным методом подготовки тромбоцитарной мембраны является ультразвуковое исследование и многократное замораживание-оттаивание [41]. В более раннем исследовании НЧ, инкапсулированных в тромбоциты, Hu et al. показали, что тромбоциты могут эффективно инкапсулировать загруженные НЧ. Вектор, полученный из тромбоцитов, обладает сильной способностью нацеливаться на поврежденные кровеносные сосуды и опухоли и играет хорошую терапевтическую роль при заболевании [43]. Лю и др. разработали чувствительный к pH гибридный носитель лекарственного средства мембрана-липид тромбоцитов для направленной доставки опухоли. Система платформы загрузки лекарственного средства показала более длительный период полужизни в плазме и повышенное накопление опухоли, когда доксорубицин запускается и высвобождается в моделях опухолей мышей. Этот результат превосходит традиционные pH-чувствительные липосомы (рис. 2) [18]. DDS тромбоцитов сочетает в себе иммунотерапевтические препараты с фототермическими агентами. Согласно последним исследованиям, DDS тромбоцитов сочетает в себе иммунотерапевтические препараты с фототермическими препаратами. Модифицированные лекарственным средством тромбоциты привлекаются к участку опухоли для дальнейшей активации противоопухолевого иммунного ответа, подавления роста остаточной опухоли и повышения выживаемости. Это связано с воспалением и повреждением опухоли после термической абляции [19]. Существующие исследования наноносителей на основе тромбоцитов показывают, что опосредованный тромбоцитами DDS имеет широкие перспективы.

Перепечатано с разрешения Ref. [14]. Авторские права © 2019, Wiley

Схематическое изображение препарата ПЭОз-платлом-докс. PEOz-plateome-dox был получен совместной экструзией PEOz-liposome-dox и PNV.

Иммунологическая клетка

В настоящее время многие люди сосредотачиваются на модификации поверхности носителей НЧ для соответствия биологической среде и сложности. Однако мононуклеарная фаговая система обладает способностью распознавать и выделять чужеродные вещества, что приводит к снижению концентрации лекарственного средства в очаге опухоли [25]. НЧ также могут доставлять лекарства в области опухоли в соответствии с повышенной проницаемостью и удерживанием, но на проницаемость сосудов опухоли часто влияют структурные аномалии сосудов и неоднородность кровоснабжения. Еще одна причина, по которой мы должны учитывать, заключается в том, что размер и заряд НЧ также влияют на количество их, попадающих в опухоль. Например, НЧ диаметром более 100 нм могут фагоцитироваться макрофагами или фильтроваться печенью [22]. Следовательно, наличие этих факторов часто приводит к тому, что НЧ не могут эффективно проникать в место опухоли. Иммунные клетки играют важную роль в нацеливании на опухоль и предотвращении диффузии лекарства в нормальные ткани. Макрофаги становятся одними из идеальных переносчиков лекарств для DDS из-за их естественной фагоцитарной способности, гематоэнцефалического барьера и хемотаксиса по отношению к солидным опухолям. НЧ, инкапсулированные макрофагами, увеличивают проницаемость НЧ для опухолевой ткани. А противоопухолевый эффект будет еще больше усиливаться, если противоопухолевые препараты комбинировать с фототермической терапией, что было подтверждено в некоторых исследованиях (рис. 3) [23]. Моноциты считаются предшественниками макрофагов, обладающих способностью к фагоцитозу, удалению поврежденных клеток и участию в иммунном ответе. Более того, моноциты - самые большие клетки в крови, которые позволяют легко загружать терапевтические НЧ. Они будут дифференцироваться в макрофаги, когда моноциты попадают в место опухоли. НЧ, инкапсулированные макрофагами, затем будут мигрировать и хемотаксировать в бескислородную область опухоли [24, 44].

Перепечатано с разрешения Ref. [20]. Авторские права © 2016, Научный представитель

Принципиальная схема микроробота на основе макрофагов с PLGA-DTX-Fe 3 О 4 (левый). Опишите нацеливание и лечение опухолей в среде in vivo (справа).

Цитотоксические Т-лимфоциты (ЦТЛ), подразделение лейкоцитов, представляют собой специфические Т-клетки, которые секретируют различные цитокины для участия в иммунной функции. Он убивает вирус и опухолевые клетки и вместе с естественными клетками-киллерами образует важную линию защиты от вирусов и опухолей. CTL, также известный как Т-лимфоциты-киллеры, является важной частью противоопухолевого организма и одной из основных клеток иммунотерапии опухолей. Он имеет длительное время циркуляции крови и высокую экспрессию молекул адгезии. Следовательно, CTL обладают способностью привлекать и определять местонахождение опухолевых участков. Все эти преимущества лежат в основе лечения опухолей НЧ на основе CTL [26].

Лейкоциты представляют собой бесцветные, сферические и ядерные клетки крови. Общее количество лейкоцитов у здоровых взрослых было (4,0–10,0) × 10 9 / L [45]. Когда возникает воспаление, лейкоциты активируются для борьбы с бактериями или вирусами, что является проявлением их важной роли в иммунной системе. Лейкоциты участвуют в различных иммунных реакциях, клеточных взаимодействиях и обладают способностью к миграции [46]. Они являются идеальными носителями химиотерапевтических препаратов и регуляторных факторов микроокружения опухоли (ТЕМ), которые в основном обусловлены характеристиками хоминга лейкоцитов в очагах воспаления и опухоли. Роберто Молинаро и др. использовали характеристики нацеливания лейкоцитов на кровеносные сосуды, связанные с опухолью, с воспалением, чтобы эффективно доставлять DOX к моделям мышей с раком груди и меланомой. Результаты показали, что лейкоциты, нагруженные DOX, проявляют более сильную противоопухолевую активность, уменьшая объем опухоли и увеличивая время выживания [27, 47]. Нейтрофилы являются наиболее распространенным типом лейкоцитов, составляя 40–75% от общего числа лейкоцитов. Более того, нейтрофилы - это первый тип клеток, который достигает места воспаления. Накопление DDS, опосредованного нейтрофилами, в месте опухоли дополнительно усиливается, когда фототермическая терапия запускает воспаление в месте опухоли [48]. При нераковых заболеваниях миграционные характеристики нейтрофилов также дают новую идею лечения болезней. Исследования показывают, что нейтрофилы могут избирательно нести липосомы cRGD в качестве переносчиков клеток при возникновении церебральной ишемии. Таким образом, нейтрофилы проникают через гематоэнцефалический барьер в паренхиму головного мозга и в конечном итоге доставляют лекарство к месту, которое требует лечения [49]. ЦКО в крови легко размножаются и образуют метастазы в анатомически удаленных органах. Однако из-за состояния кровообращения и низкой концентрации ЦОК сложно пройти таргетную терапию. К счастью, их легко собрать рядом с эндотелиальными клетками, что аналогично характеристикам миграции лейкоцитов. Основная причина в том, что ЦОК похож на лейкоциты по объему и форме, поэтому он также окружен стенкой эндотелиальных клеток, когда течет кровь. Этот вид краевого явления может эффективно окружать ЦОК в лейкоцитах. Другими словами, лейкоциты также являются потенциальными терапевтическими векторами для ЦОК [50].

Естественные киллерные клетки (NK) являются важной иммунной клеткой в ​​организме, которая не только связана с противоопухолевыми, антивирусными инфекциями и иммунной регуляцией, но также в некоторых случаях участвует в реакциях гиперчувствительности и аутоиммунных заболеваниях. NK может распознавать клетки-мишени и среды для уничтожения. В отличие от Т- и В-клеток, это разновидность лимфоцитов, которые могут убивать опухолевые клетки и инфицированные вирусом клетки без предварительной сенсибилизации [51]. Deng et al. обнаружили, что происходящие из NK NPs оказывают целенаправленное действие на опухоль согласно протеомному анализу мембраны NK-клеток. Более удовлетворительно то, что NK-клетки могут также индуцировать или усиливать поляризацию провоспалительных макрофагов M1, тем самым создавая противоопухолевый иммунитет. Поддерживая эту теорию, Дэн и другие исследователи инкапсулировали фотодинамические агенты в NK-клетки. Результат показал, что DDS NK-клеток показал сильный иммунотерапевтический эффект в противоопухолевом процессе. Он не только может эффективно подавлять рост первичной опухоли, но также оказывает очевидное ингибирующее действие на удаленную опухоль [28].

Раковая клетка

Безграничная способность раковых клеток к репликации является неприятностью, но способность раковых клеток противостоять гибели клеток позволяет им преодолевать иммунный клиренс [30]. Раковые клетки, которые экспрессируют молекулы поверхностной адгезии, такие как молекулы адгезии эпителиальных клеток, н-кадгерин и галектин-3, имеют гомологичные домены адгезии, которые могут способствовать возникновению многоклеточной агрегации. Способность гомологично связываться с мембранными белками приводит к использованию раковых клеток для поверхностной функционализации НЧ. Chen et al. использовали мембрану раковых клеток для инкапсуляции ядра ICG (индоцианиновый зеленый) / поли (молочно-гликолевой кислоты) (PLGA) и оболочки мембраны раковых клеток для достижения синхронного нацеливания и лечения опухоли. Результаты показали, что этот метод не только имел высокий гомологичный целевой эффект на клеточном уровне, но также имел превосходное пространственное разрешение и глубокое проникновение на уровне животных (рис. 4) [29]. Исследования показали, что митохондрии играют важную роль в регулировании пролиферации раковых клеток. Инициирование апоптоза в митохондриях приводит к высвобождению цитокинов, таких как цитохром с, что приводит к каскаду цитозольной активности и гибели клеток [52]. Митохондрии также тесно связаны с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ) рака [53]. Целенаправленное вмешательство митохондрий станет многообещающей стратегией лечения рака. Накопление препаратов, нацеленных на митохондрии, может запустить путь митохондриального апоптоза, что приведет к запрограммированной гибели клеток и самоубийству раковых клеток. Исследования показали, что оксиды металлов, такие как цинк, медь и церий, могут подавлять пролиферацию раковых клеток в различных линиях раковых клеток посредством этого механизма. Поэтому некоторые исследователи разработали наночастицы, нацеленные на митохондрии. Например, легированные цинком НЧ CuO (TPP-ZC-IR-PNP) и совместно загруженные доцетакселом и лонидамином (cl-M / DL) система, исследованная Ruttala et al. Все они обладают сильной способностью к нацеливанию и терапевтическим эффектом в терапии опухолей [52, 54].

Перепечатано с разрешения Ref. [24]. Авторские права © 2016, Публикация ACS

Иллюстрация мембраны раковых клеток - биомиметические НЧ для распознавания исходной раковой клетки, двухмодальной визуализации и фототермической терапии. ( А ) Процедура подготовки ICNP. Извлечение раковой клеточной мембраны MCF-7 гибридизировали с ПЭГ-илированными фосфолипидами (DSPE-PEG) и затем наносили на нагруженные ICG полимерные ядра путем экструзии. ( B Схема гомологичных нацеленных ICNP для фототермической терапии с двойным режимом визуализации. Благодаря специфическому гомологичному нацеливанию и эффекту EPR (пассивное нацеливание), ICNP реализовали идеальное накопление опухоли, двухмодальную визуализацию FL / PA и эффективную фототермическую терапию после внутривенной инъекции.

Стволовая клетка

Опухоль может выделять хемокины для рекрутирования мезенхимальных стволовых клеток (МСК) для формирования поддерживающего матрикса для роста опухоли [55]. МСК - это разновидность плюрипотентных стволовых клеток, которые обладают способностью к самообновлению, разнонаправленной дифференцировке и регуляции иммунного ответа. Его успешно изолировали из головного мозга, легких, печени, почек, пуповинной крови, плаценты и других тканей. Предполагается, что МСК могут мигрировать к месту повреждения или воспаления и восстанавливать повреждение, продуцируя тканеспецифические клетки и / или высвобождая паракринные факторы. МСК также могут секретировать иммуномодулирующие растворимые молекулы для регулирования иммунитета и в основном используются при лечении болезни Крона, печеночной недостаточности, фиброза и других заболеваний. Присутствие МСК в микросреде злокачественных опухолей способствует росту опухоли и метастазированию [56]. Однако некоторые исследования показали, что МСК, полученные из пуповины, могут подавлять рост раковых клеток поджелудочной железы у мышей [57, 58]. МСК могут эффективно трансдуцировать аденовирус, лентивирус, мышиный ретровирус и другие основные вирусные векторы. Трансформированные и генно-модифицированные МСК могут широко расширяться in vitro, что делает их идеальным вектором для переноса генов [59]. Формирование опухоли требует поддержки новых клеток, точно так же, как развивающаяся или поврежденная ткань. Миграция МСК в опухолевую ткань делает его широко используемым в качестве носителя противоопухолевых препаратов. Стефания Ленна и др. добились успехов в подавлении роста остеосаркомы на основе фотодинамической технологии МСК, нагруженных НЧ. Они приготовили Chlorin e6 (Ce6) -связанные полидофаминовые НЧ (PDA-Ce6) были подготовлены и загружены в МСК. МСК, нагруженные PDA-Ce6 (MSC-PDA-Ce6), могут нацеливаться и проникать в опухоль. Следует отметить, что эффективная скорость высвобождения составляет до 60% в течение 72 часов. MSC-PDA-Ce6 - это «троянский конь», переносящий процесс эндоцитоза-экзоцитоза-эндоцитоза между МСК и раковыми клетками. Что еще более отрадно, так это то, что определенная надежда может быть даже перед лицом небольших неоперабельных опухолей или пациентов с лекарственной устойчивостью [33]. Точно так же он имеет хороший эффект при лечении меланомы [34].

Разработка

Белки на поверхности мембраны сохраняют биологическую функцию клетки в клеточной технологии доставки лекарств. Как упоминалось выше, многие исследования показали, что доставка лекарств на основе клеток улучшает биосовместимость, способность нацеливания и способность ускользать от иммунитета, снижает токсические побочные эффекты и предотвращает образование белковой короны. Все эти преимущества позволяют избежать и снизить сложность приготовления НЧ [55]. Нанотехнология широко изучается в области медицины из-за ее преимуществ, заключающихся в легкой функционализации поверхности, управляемом дизайне и уменьшении побочных эффектов лекарств. Диаметр наночастиц, используемых в исследованиях, аналогичен диаметру бактерий, вирусов и других патогенов, обычно около 100 нм, поэтому механизм клиренса ретикулоэндотелиальной системы in vivo легко активировать. НЧ клеточного происхождения значительно снижают стимуляцию макрофагов к высвобождению цитокинов [60]. Серьезная проблема НЧ заключается в том, что они вступают в контакт с белками плазмы при попадании в систему крови. Белки плазмы, адсорбированные на поверхности НЧ, образуют белковую корону, которая влияет на взаимодействие между НЧ и компонентами крови, что в дальнейшем приводит к повышенной активации клеток и может в конечном итоге привести к коагуляции или даже тромбозу [61]. Таким образом, комбинация НЧ и клетки открывает новые перспективы для клинического применения DDS. Успех DDS также отражается в сочетании лечения и диагностики. Добавление ICG и других флуоресцентных красителей с фототермическим эффектом позволяет легко отслеживать следы лекарств в процессе прохождения противоопухолевых клеток. В то же время он удобен для визуализации опухолей и легко оценивает терапевтический эффект [62]. К сожалению, нынешняя технология доставки лекарств в клетки используется только для доклинических исследований in vitro. Не предвидится, приведут ли изменения состава клеточной мембраны и модификация поверхности к иммунному ответу, когда технология доставки лекарств используется в организме человека. Неясно, может ли лекарство попасть в организм вовремя, чтобы вызвать цитотоксичность, и повлияет ли разложение НЧ в организме на здоровье человека. Эти проблемы приведут к дальнейшему изучению DDS на основе ячеек [63].

Выводы

По сравнению с одной химиотерапией, DDS на основе клеток имеет преимущества в улучшении биосовместимости, усилении иммунного ускользания, длительной циркуляции и улучшении нацеливания. В то же время инкапсуляция фотосенсибилизаторов, химиотерапевтических препаратов и других реагентов в носителе может способствовать совместному лечению опухоли. Эритроциты, тромбоциты, лейкоциты и другие клетки в DDS были широко изучены и достигли многих результатов. В настоящее время исследования сочетания клеток крови и НЧ наиболее интенсивны. НЧ обладают преимуществами повышенной проницаемости и удерживающего эффекта (EPR), высокой эффективности загрузки лекарственного средства и определенной способности нацеливания, что имеет явные преимущества для терапии опухолей.

Доступность данных и материалов

Не применимо.

Сокращения

НП:

Наночастицы

PTT:

Фототермическая терапия

MMFn:

Магнитофлуоресцентный наноноситель

PD-L1:

Лиганд-1 запрограммированной смерти

APC:

Антигенпрезентирующая клетка

PB:

Берлинская лазурь

DDS:

Система доставки лекарств

EV:

Внеклеточный пузырь

MV:

Мимические везикулы

P-gp:

Р-гликопротеин

DOX:

Доксорубицин

Частные депутаты:

Микрочастицы тромбоцитов

VEGF:

Фактор роста эндотелия сосудов

MMP:

Матричная металлопротеиназа

EGF:

Фактор эпидермального роста

PDGF:

Platelet-derived growth factor

CTCs:

Circulating tumor cells

CTLs:

Cytotoxic T lymphocytes

TEM:

Tumor microenvironment

NK:

Natural killer cell

MDR:

Multidrug resistance

TPP-ZC-IR-PNPs:

Zn-doped CuO NPs

cl-M/DL:

Co-loaded with docetaxel and lonidamine

MSCs:

Mesenchymal stem cells

Ce6:

Chlorin e6

PDA:

Polydopamine

ICG:

Indocyanine green

EPR:

Enhanced permeability and retention effect


Наноматериалы

  1. Нановолокна и нити для улучшенной доставки лекарств
  2. Нанодеревья для сенсибилизированных красителем солнечных элементов
  3. Нано-гетеропереходы для солнечных элементов
  4. Демонстрация гибкого биосенсора на основе графена для чувствительного и быстрого обнаружения клеток рака яи…
  5. Металлоорганические каркасы, реагирующие на окружающую среду, как система доставки лекарств для терапии опу…
  6. Рыба-данио:многообещающая модельная система в реальном времени для доставки нейроспецифических лекарств, оп…
  7. Нанотехнологии инактивируют раковые стволовые клетки
  8. PLGA-липидные наночастицы с отслеживанием 131I как носители доставки лекарств для целевого химиотерапевтическо…
  9. Доставка ДНК-тетраэдра усиливает индуцированный доксорубицином апоптоз клеток рака толстой кишки HT-29
  10. Микророботы, напечатанные на 3D-принтере, обещают доставку лекарств