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

Парамагнитные липосомы с двойным интегрином αvβ 3 и NRP-1 для раннего обнаружения опухолей в магнитно-резонансной томографии

Аннотация

Улучшенная МРТ (магнитно-резонансная томография) играет жизненно важную роль в раннем обнаружении опухоли, но с низкой специфичностью. Молекулярная визуализация ангиогенеза может эффективно доставлять контрастные вещества к месту опухоли с помощью специфических носителей-мишеней. Мы разработали и синтезировали парамагнитные липосомы с двойным нацеливанием, функционализированные двумя лигандами, нацеленными на ангиогенез, интегрином αVβ3 RGD (Arg-Gly-Asp) и рецептором нейропилина-1 (NRP-1) ATWLPPR (Ala-Thr-Trp -Leu-Pro-Pro-Arg) (A7R). Было доказано, что эти липосомы находятся в диапазоне наночастиц, и было продемонстрировано, что они эффективно инкапсулируют парамагнитные контрастные вещества для МРТ Gd-DTPA (гадолиний-диэтилентриаминпентауксусная кислота). Релаксивность T1 различных липосомных композиций была ниже, чем у чистого Gd-DTPA, но без статистически значимой разницы. Анализ клеточного захвата и конкурентного ингибирования in vitro показал более высокую аффинность связывания липосом с двойной целью с HUVEC (эндотелиальные клетки пупочной вены человека) и клетками A549 по сравнению с чистым Gd-DTPA, нецелевыми и однонаправленными липосомами, что было доказано опосредовано связыванием RGD / ανβ3-интегрина и A7R / NRP1. Для МР-визуализации мышей, несущих клетки A549 in vivo, липосомы с двойным нацеливанием достигли наивысшего значения SER (скорость усиления сигнала) со значительной разницей во всех экспериментальных временных точках. Это было примерно трехкратное увеличение по сравнению с чистым Gd-DTPA и нецелевыми липосомами и было в 1,5 раза больше по сравнению с одноцелевыми липосомами через 2 часа после инъекции. SER постепенно снижался и снизился только на 40% от пикового значения за 6 часов. Липосомы с двойным нацеливанием, вероятно, оказывают синергетический эффект и специфичность доставки Gd-DTPA к месту опухоли. Следовательно, парамагнитные липосомы, нацеленные на двойной ανβ3-интегрин-NRP1 с гетеродимерным пептидом RGD-ATWLPPR, могут быть мощной системой для молекулярной визуализации опухоли.

Введение

Магнитно-резонансная томография (МРТ) играет жизненно важную роль в обнаружении солидных опухолей на ранней стадии, поскольку обеспечивает лучшее пространственное разрешение, чем компьютерная томография (КТ) и позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) [1]. Более того, применение парамагнитных контрастных агентов, таких как гадолиний-диэтилентриаминпентауксусная кислота (Gd-DTPA), дополнительно улучшает отношение сигнал / шум (S / N) [2, 3]. Однако низкая специфичность МРТ для ранней диагностики опухолей все еще остается проблемой.

Липосома может нести гидрофильный «груз» в водной среде со встроенными амфифильными или гидрофильными агентами в липидном бислое. Липосома защищает свое содержимое от взаимодействия с компонентами плазмы, обеспечивая продленный биологический период полужизни гидрофильного «груза»; следовательно, липосомы чаще используются в качестве носителя контрастных веществ при МРТ [4,5,6]. Кроме того, конъюгируя пептиды, антитела, аптамеры или небольшие молекулы с липидным бислоем [7,8,9], свойства поверхности липосом могут быть изменены для повышения их активности в доставке «груза» или нацеливании на определенные клетки и ткани [10 , 11]. Для нацеливания на опухоль пептиды обычно используются для присоединения к таким белкам, как ανβ3-интегрин, рецептор фактора роста эндотелия сосудов (VEGF-R) и галектин-1, которые сверхэкспрессируются как в эндотелиальных клетках, так и во множестве опухолевых клеток [12,13 , 14]. Ожидается, что за счет нацеливания и вмешательства в эти белки процесс ангиогенеза в солидных опухолях будет заблокирован, что впоследствии приведет к подавлению роста и метастазирования опухолевых клеток [15,16,17,18]. Эти сверхэкспрессированные белки также являются привлекательными кандидатами для молекулярной визуализации для определения локализации опухоли на ее ранней стадии [19,20,21].

Тем не менее, гетерогенная экспрессия различных рецепторов опухолевого ангиогенеза может мешать нацеливанию одноцелевых зондов [22]. Чтобы решить эту проблему, одновременное нацеливание на двойные рецепторы может увеличить популяцию распознаваемых клеток и обеспечить усиленное сродство связывания за счет конъюгации двух разных лигандов с рецепторами на одной и той же клеточной поверхности. Теоретически носители с двойным нацеливанием могут эффективно доставлять больше контрастных веществ к месту опухоли для молекулярной визуализации [23,24,25,26].

В нашем предыдущем исследовании парамагнитные липосомы с конъюгированным Arg-Gly-Asp (RGD) -липопептидом могли эффективно доставлять достаточное количество контрастных веществ в опухоль [27]. Таким образом, мы предположили, что одновременное нацеливание на две молекулы в ангиогенезе опухоли, например, ανβ3-интегрин и нейропилин-1, может усилить сигнал МРТ-визуализации опухоли на основе парамагнитных липосом. Два высокоаффинных лиганда RGD для ανβ3-интегрина и Ala-Thr-Trp-Leu-Pro-Pro-Arg (ATWLPPR, A7R) для нейропилина-1 (NRP1, корецептор VEGF-R) были функционализированы в липосоме. путем конъюгирования с 6-аминогексановой кислотой (C6) -пальмитиновой кислотой (Pal). Эти липосомы с двойным нацеливанием Gd-DTPA-инкапсулированные липосомы были оценены путем сравнения с чистыми Gd-DTPA, нецелевыми и одноцелевыми липосомами с использованием анализов in vitro и in vivo.

Материалы и методы

Химические вещества

Яичный фосфатидилхолин (C40H82NO9P, яичный PC, молекулярная масса 775 Да) и N- (карбонил-метоксиполиэтиленгликоль-2000) -1,2-дистеароил-sn-глицеро-3-фосфоэтаноламин (mPEG2000-DSPE, MW 2788 Da) были получены от Avanti Polar Lipids (Alabaster, AL, USA) и холестерин (C27H46O, MW 386 Da) были получены от Bio Basic (Онтарио, Канада). Инъекция димеглюминовой соли гадопентетиновой кислоты (Gd-DPTA, Magnevist) была приобретена у Bayer Schering Pharma (Берлин, Германия). Пептиды и конъюгаты были синтезированы компанией Yishengyuan (Шанхай, Китай).

Пептиды и конъюгаты

Три пептида включают пептид P1 двойной направленности (GARYC RGD CFD ATWLPPR , MW 2435 Да), пептид P2 с одной мишенью (GARYC RGD CFDG, MW 1670 Да), и пептид с одной мишенью P3 (ATWLPPR, MW 1191 Da). Пептиды конъюгировали с 6-аминогексановой кислотой (C6) -пальмитиновой кислотой (Pal), и целевые пептиды Pal-C6-P1, Pal-C6-P2 и Pal-C6-P3 были синтезированы с использованием флуоренилметоксикарбонила (FMOC). химия твердофазного синтеза. Чистота пептида была подтверждена ВЭЖХ> 90%.

Подготовка липосом

Липосомы были приготовлены с использованием метода гидратации тонких пленок. Состав липосом:яичный ПК / холестерин / mPEG2000-DSPE при молярном соотношении 1,85 / 1 / 0,15. Три компонента смешали и растворили в хлороформе, растворитель выпарили при 37 ° C, и на дне круглой колбы образовалась тонкая пленка. Тонкую пленку сушили в течение ночи при комнатной температуре. Для приготовления целевых липосом пептиды растворяли в диметилсульфоксиде (ДМСО), а затем разбавляли хлороформом (конечная концентрация ДМСО составляла 1%). В липосомы P1-Gd-LP, P2-Gd-LP, P3-Gd-LP и P2 / P3-Gd-LP добавлен Pal-C6-P1 до соотношения пептид / общий липид 4,5 мкг / мкмоль, Pal-C6. -P2 к соотношению пептид / общий липид 3 мкг / мкмоль, Pal-C6-P3 к соотношению пептид / общий липид 2,5 мкг / мкмоль, Pal-C6-P2 и Pal-C6-P3 до 3 и 2,5 мкг / мкмоль соотношения пептид / общий липид, соответственно. При приготовлении парамагнитных липосом тонкую пленку гидратировали водным раствором Gd-DTPA, затем суспензию последовательно экструдировали десять раз через поликарбонатные мембраны 0,4 мкм, 0,2 мкм, 0,1 мкм с помощью мини-экструдера (Avanti Polar Lipids, США). Неинкапсулированный Gd-DTPA удаляли центрифугированием при 10 000 × g . при - 4 ° C (Avanti J-E, Beckman Coulter, Калифорния, США) через центрифужные ультрафильтрационные пробирки с MWCO 100 000, Amicon Ultra-15 (Millipore, MA, США). Конечная суспензия включает липосомы нецелевого действия (Gd-LP), липосомы двойного назначения (P1-Gd-LP), липосомы с одним целевым направлением (P2-Gd-LP или P3-Gd-LP) и смешанные с одним целевым липосомы (P2 / P3-Gd-LP) хранили при 4 ° C в атмосфере азота.

Характеристика липосом

Распределение полученных липосом по размерам определяли с помощью анализатора субмикронных размеров частиц (Zetaplus, Brookhaven Instruments, США). Морфологию липосом наблюдали с помощью просвечивающего электронного микроскопа (ТЕМ, JEM-1230, JEOL, Токио, Япония) при окрашивании уранилацетатом. Концентрация гадолиния определялась с помощью оптического эмиссионного спектрометра с индуктивно связанной плазмой (ICP-OES, Optima 7000DV, PerkinElmer, США).

Измерение релаксации T1

Т1-взвешенные изображения липосомальной суспензии получали с использованием анализатора ядерного магнитного резонанса 3,0 Тесла (Philips, GE, США). Растворы чистого Gd-DTPA, Gd-LP, P1-Gd-LP, P2-Gd-LP и P3-Gd-LP соответственно разбавляли фосфатно-солевым буфером (PBS) до концентрации гадолиния 1 × 10 - 3 от мМ до 1 × 10 мМ Gd / л. Для измерения продольной релаксации T1 (s) использовалась последовательность спин-эхо восстановления с инверсией (STIR) с десятью различными временами инверсии (TI) в диапазоне от 200 до 9000 мс, а другие параметры сканирования были следующими:время повторения (TR) 10000 мс, время эха (TE) 7,6 мс, поле зрения (FOV) 2 × 2 см 2 , размер матрицы 320х320 и толщина среза 5,0 мм. Относительность T1 (s −1 мМ −1 ) можно получить по следующей формуле:r1 =(R1obs-R1m) / C. R1obs и R1m - скорости релаксации R1 (s −1 ) препаратов и соответствующей матрицы, а C - концентрация гадолиния (мМ).

Линии клеток и культура

Клетки A549 (клетка аденокарциномы человека) и HUVEC (эндотелиальные клетки пупочной вены человека), экспрессирующие семейство рецепторов ανβ3-интегрина и рецепторы нейропилина-1, были предоставлены Институтом рака Медицинской школы Университета Тунцзи (Шанхай, Китай). Клетки культивировали в среде Eagle, модифицированной Дульбекко (DMEM, Invitrogen, США), с добавлением 10% неонатальной бычьей сыворотки и 100 Ед мл -1 пенициллин и 100 мкг мл -1 стрептомицин при 37 ° C, 5% CO2. Клетки культивировали в 6-луночном планшете до 80–90% конфлюэнции в анализах.

Использование сотовой связи и конкурентное связывание

Пять парамагнитных липосом, включая Gd-LP, P1-Gd-LP, P2-Gd-LP, P3-Gd-LP и P2 / P3-Gd-LP с концентрацией гадолиния 10 мМ, вводили в HUVEC и клетки A549 при 37 °. C в течение 4 ч. После двухкратной промывки PBS добавляли азотную кислоту, а затем клетки в среде нитровали при 65 ° C в течение ночи. В анализе конкурентного связывания соответствующие свободные пептиды одновременно инкубировали с конъюгированными липосомами и клетками. Конечные концентрации гадолиния определялись методом ICP-OES.

Возможность обнаружения МРТ in vivo

Все процедуры с животными соответствуют Руководству по уходу и использованию лабораторных животных. Самкам бестимусных мышей BalB / C в возрасте 4 недель (SLAC, Шанхай, Китай) подкожно вводили клетки A549 (1 × 10 -4 клеток на мышь) на правом фланге. Когда размер опухоли достигал 50–100 мм 3 мышей с опухолями случайным образом разделили на пять групп (в каждой n =5). Для МРТ мышей анестезировали перитонеальной инъекцией 10% уретана (м / об) и сканировали на анализаторе ядерного магнитного резонанса 1,5 Тесла (Philips, GE, США). Сначала были получены T2-взвешенные изображения для локализации опухоли с использованием следующей процедуры:TR =7,3 мс, TE =2,7 мс, FOV =12,0 × 12,0 см 2 , толщина среза =2 мм, размер матрицы =256 × 128. Перед внутривенной инъекцией контрастных веществ были получены T1-взвешенные изображения для простого сканирования с помощью последовательности спин-эхо:TR =420 мс, TE =14,8 мс, FOV =12,0 × 12,0 см 2 , толщина среза =2,0 мм, матрица =256 × 128, затем наблюдались шесть последовательных срезов. После инъекции парамагнитных контрастных веществ изображения с взвешиванием T1 были получены в моменты времени 0,5, 1, 2, 4 и 6 часов. Области интереса (ROI) опухоли и областей мышц задних конечностей на МР-изображениях были ограничены, а средняя интенсивность сигнала (SI) в ROI до и после введения контрастного вещества использовалась для оценки SER, как описано в нашем предыдущем исследовании [27 ].

Статистический анализ

Данные были выражены как среднее ± стандартное отклонение, и множественные сравнения средних были проанализированы с помощью однофакторного дисперсионного анализа с помощью программного обеспечения SPSS 22.0. Двусторонний P значение менее 0,05 считалось значимым.

Результаты

Характеристика липосом

Все агенты, нагруженные липосомами с пептидами не-, одно- и двойного назначения, были показаны в круглой или овальной форме аналогичного размера, окружающей прозрачную липоидную структуру под ТЕМ. Эти наночастицы имели диаметр менее 100 нм, а дзета-потенциал варьировался от -15 мВ до -60 мВ, измеренный дзета-потенциометром. Средние размеры Gd-LP, P1-Gd-LP, P2-Gd-LP и P3-Gd-LP составляли 87,75 ± 0,87 нм, 103,50 ± 1,21 нм, 89,91 ± 1,46 нм и 89,90 ± 1,18 нм соответственно.

T1 релаксация липосом двойного назначения

Чистый Gd-DTPA обладал самым высоким значением релаксирующей способности в пяти группах, но не отличался от других четырех типов липосом ( P > 0,05) (фиг. 1), что указывает на то, что добавление липидных и пептидных композиций мало влияет на релаксацию инкапсулированного Gd-DTPA. Таким образом, было высказано предположение, что липосомы с нецелевым, одноцелевым и двойным нацеливанием, инкапсулированные с Gd-DTPA, могут обладать достаточными возможностями для молекулярной визуализации.

Релаксивность T1 (s −1 мМ −1 ) чистого раствора Gd-DTPA, Gd-LP, P1-Gd-LP, P2-Gd-LP и P3-Gd-LP, измеренные при различных концентрациях гадолиния (мМ). Данные представляют собой среднее значение ± стандартное отклонение ( n =3), ( P > 0,05)

Использование сотовой связи и конкурентное связывание

Концентрация гадолиния в группе липосом двойного назначения была выше, чем в других формулах в исследовании клеточного поглощения. По сравнению с липосомами без нацеливания, концентрация гадолиния в группе с двойным нацеливанием увеличилась на 50% (рис. 2а). Было отмечено увеличение концентрации гадолиния в группах одноцелевых липосом до 20%. Более того, концентрация гадолиния в смешанных липосомах с одной мишенью (P2 / P3-Gd-LP) была значительно ниже, чем в липосомах с двойной мишенью.

а Эксперименты по клеточному поглощению Gd-LP, P1-Gd-LP, P2-Gd-LP, P3-Gd-LP и P2 / P3-Gd-LP в клетках A549 и HUVEC. б - г Исследование клеточной конкуренции P1-Gd-LP, P2-Gd-LP и P3-Gd-LP с добавлением P1, P2 и P3 соответственно для ингибирования рецепторов в конкурирующих группах. * P <0,05, по сравнению с другими группами

Концентрации гадолиния в целевых группах липосом были значительно снижены при конкурентном связывании с лигандами P1, P2 или P3 с ανβ3-интегрином и / или рецепторами нейропилина-1. Клеточное поглощение в конкурентных группах было близко к захвату нецелевых липосом (рис. 2b-d и таблица 1). Эти данные показали, что липосомы с двойным нацеливанием обладают лучшей способностью нацеливаться на опухоль среди этих групп, что опосредовано связыванием RGD / ανβ3-интегрина и A7R / NRP1.

Анализ МРТ изображений

Обычные липосомы и липосомы с инкапсулированными контрастными веществами гадолиния вводили мышам с опухолями, чтобы оценить влияние на усиление сигнала опухоли при МРТ (рис. 3). Что касается SER, эффекты визуализации чистого Gd-DTPA и нецелевых липосомных групп были сходными (рис. 4). SER достиг пика через 1 час после инъекции и резко упал в следующие 6 часов, тогда как липосомы с одним и двумя целевыми объектами показали разные паттерны усиления с двумя вышеуказанными группами. SER достиг пика через 1 час, но медленно снижался от 2 до 6 часов. Среди них липосомы двойного назначения достигли наивысшего значения SER со статистической значимостью во все моменты времени. Это было примерно в три раза больше по сравнению с чистым Gd-DTPA и нецелевыми липосомами и было в 1,5 раза больше по сравнению с одноцелевыми липосомами через 2 часа после инъекции. SER постепенно снижался и снизился только на 40% от пикового значения за 6 часов.

МРТ-изображения мышей с опухолями до и после инъекции разных контрастных веществ в разные моменты времени. а чистый Gd-DTPA. б Gd-LP. c P1-Gd-LP. г P2-Gd-LP. е P3-Gd-LP

Определение SER в разные моменты времени с введением чистого Gd-DTPA, Gd-LP, P1-Gd-LP, P2-Gd-LP и P3-Gd-LP. N =3 и * P <0,05 P1-Gd-LP по сравнению с другими четырьмя группами

Обсуждение

Небольшие липосомные частицы, особенно с диаметром менее 100 нм, имеют тенденцию продлевать биологический период полужизни с повышенной проницаемостью в солидную опухоль и, следовательно, накапливаться в местной опухолевой ткани [4]. Мы успешно сконструировали липосомы, не модифицированные, одно- и двойные пептиды с диаметром в диапазоне наночастиц, и продемонстрировали, что эти липосомы могут эффективно инкапсулировать парамагнитный контрастный агент для МРТ Gd-DTPA. Релаксивность T1 различных липосомных композиций была ниже, чем у чистого Gd-DTPA, но без статистически значимой разницы ( P > 0,05). Одна из возможных причин может заключаться в том, что липидный бислой эффективно инкапсулирует ионы гадолиния и предотвращает их обмен с водой [28]. Кроме того, пептидная модификация на поверхности липосом не изменяет целостности липосомы [29]. Другой причиной может быть твердость липосом, связанная с ее компонентами холестерина и насыщенных фосфолипидов, которые имеют низкие коэффициенты проницаемости для воды [30]. В этом смысле липосомные компоненты лишь незначительно влияли на визуализирующую способность контрастных агентов Gd-DTPA.

Ангиогенез, образование новообразований из существующего кровеносного сосуда, является ключевым событием во многих патологических процессах, особенно при инвазии роста и метастазировании опухоли [15, 16]. Большое количество молекул вовлечено в процесс ангиогенеза опухоли, например, VEGF и другие факторы васкуляризации солидных опухолей, которые включают взаимодействие с мембранными рецепторами [17, 31]. Одним из таких рецепторов является нейропилин-1 (NRP1), корецептор VEGFR-2, усиливающий связывание и биологическую активность VEGF165, который имеет широкое распространение в тканях, включая некоторые опухолевые клетки и эндотелиальные клетки [32]. Было доказано, что Ala-Thr-Trp-Leu-Pro-Pro-Arg (ATWLPPR), гептапептид, специфически связывается с NRP1 и успешно используется для обнаружения опухолей, положительных по NRP-1 [12, 17]. Однако относительно низкое сродство мономерного A7R указывает на дальнейшее улучшение для получения успешной визуализации [33]. Интегрины, один из рецепторов клеточной адгезии, также играет критическую роль в ангиогенезе и метастазировании опухолей, особенно интегрин αvβ3, который высоко экспрессируется на опухолевых клетках и активированных эндотелиальных клетках сосудов [34]. Аминокислотная последовательность Arg-Gly-Asp (RGD), которая специфически связывается с интегрином αvβ3, широко используется для неинвазивной визуализации опухолей [7, 21, 27, 35].

В течение последнего десятилетия одновременное нацеливание на несколько рецепторов все больше и больше изучается в области визуализации [23, 25, 26, 36]. Системы доставки TF LP или RGD LP, αvβ3 и галектина-1 с парамагнитными Anx / RGD-липосомами были использованы для визуализации опухолей [37, 38]. Синергетический эффект мотивов с двойным нацеливанием может проявляться несколькими способами. Во-первых, доступность сайтов связывания была ключевым элементом конъюгации с пептидными лигандами. Одновременное нацеливание на два рецептора может увеличить сайты связывания на одних и тех же клетках. Во-вторых, пептиды с двойным нацеливанием могут связывать два разных рецептора, чтобы увеличить вероятность доставки агентов в интересующую область. Кроме того, связь с двумя разными семействами рецепторов увеличивает возможность связывания с гетерогенными опухолевыми клетками.

В нашем предыдущем исследовании новые липосомы с двойным нацеливанием, захваченные паклитакселом, были успешно сконструированы путем связывания RGD-содержащей последовательности и мотива ATWLPPR с конъюгатом со спейсером lys-gly-gly (KGG) и якорем пальмитиновой кислоты (Pal), а затем конъюгировали на поверхность липосом [39]. Было обнаружено, что по сравнению с двумя пептидами с одной мишенью, пептид с двойной мишенью обладал более высокой связывающей активностью. Эти липосомы с двойным нацеливанием также сохраняли лучшее свойство связывания, чем составы с одинарным нацеливанием.

В настоящем исследовании вместо терапевтических препаратов мы инкапсулировали контрастный агент для МРТ Gd-DTPA в липосомы для молекулярной визуализации. Клеточное поглощение нацеленных парамагнитных липосом было повышено, и липосомы с двойным нацеливанием показали более высокую аффинность связывания, чем липосомы с единичным нацеливанием и, более того, смешанные липосомы с одинарным нацеливанием. В настоящее время для двойного нацеливания обычно используются две стратегии:одна представляет собой смесь двух одиночных лигандов [25, 38], а другая - объединение двух лигандов в одной молекуле [39, 40]. По сравнению с использованием смеси индивидуальных пептидов, мы предположили, что применение одной конъюгации в сочетании с двумя мишенями может привить большее количество пептидов на поверхность липосомы. В тесте конкурентного связывания он предоставил критическое свидетельство того, что эффективное нацеливание липосомы на опухолевые клетки опосредовано специфическим связыванием лигандов и рецепторов ανβ3-интегрина и нейропилина-1. Эти данные еще раз подтвердили, что липосомы двойного назначения, объединенные RGD-ATWLPPR, способствовали доставке и накоплению лекарств в опухоли.

В эксперименте по МРТ чистый Gd-DTPA и нецелевые липосомы быстро метаболизировались из-за их малых молекул, водорастворимости и усиленных эффектов проницаемости и удерживания (эффекты ЭПР) [41, 42]. Напротив, длительный период циркуляции и постепенное накопление в опухолевой ткани липосом двойного назначения продемонстрировали способность специфически связываться с рецепторами на опухолевых клетках. P артикулярно , липосомы двойного нацеливания были более эффективны, чем липосомы одиночного нацеливания. Липосомы двойного нацеливания, вероятно, оказывают синергетический эффект и специфичность доставки Gd-DTPA к месту опухоли.

В последние годы было успешно разработано и синтезировано большое количество наночастиц двойного нацеливания для визуализации опухолей благодаря их улучшенному сродству связывания и специфичности. Например, Wu et al. также использовали мотивы RGD и ATWLPPR для создания двойного нацеленного гетеродимерного пептида αvβ3 и NRP-1 для обнаружения злокачественной глиомы с помощью визуализации позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) [43]. В их исследовании пептид c (RGDyK) был связан с ATWLPPR через глутаматный линкер, а затем помечен фтором-18 (F-18) для визуализации радионуклидов. Анализ связывания рецептора in vitro продемонстрировал улучшенное поглощение клетками и аффинность связывания двойного нацеленного зонда. Кроме того, in vivo поглощение опухолью меченного F-18 двойного RGD-ATWLPPR было значительно выше, чем у молекулы с одной мишенью, и этот гетеродимерный пептид также имел наивысшее соотношение опухоль / орган. По сравнению с их радиоактивно меченным пептидным зондом, наши нерадиоактивные парамагнитные липосомы с двойным нацеливанием могут более эффективно доставлять контрастные вещества к месту опухоли благодаря большей нагрузочной способности. В другом исследовании Zhang et al. успешно сконструировал 68Ga-BBN (бомбезин) -RGD, гетеродимерный индикатор для ПЭТ, нацеленный как на GRPR (рецептор высвобождающего гастрин пептида), так и на интегрин αvβ3, а клинические данные показали безопасность и эффективность радиоактивного индикатора ПЭТ с двойным нацеливанием в диагностике и стадировании рака простаты. [44]. Однако этот радиоактивный индикатор для ПЭТ с двойным нацеливанием можно было использовать только для неинвазивной визуализации рака простаты, потому что GRPR был важным биомаркером рака простаты. В отличие от пептидного зонда BBN-RGD, пептид RGD-ATWLPPR мог связываться с большинством опухолей со сверхэкспрессией VEGFR и / или интегрина в новой сосудистой сети солидных опухолей. Таким образом, ожидается, что эти парамагнитные липосомы, нацеленные на двойной ανβ3-интегрин-NRP1, будут использоваться для раннего обнаружения различных опухолей.

Выводы

В нашем исследовании парамагнитные липосомы двойного назначения были приготовлены путем конъюгирования двух лигандов для рецепторов ανβ3-интегрина и нейропилина-1 на поверхности и загрузки контрастного вещества для МРТ Gd-DTPA в ядро ​​липосом. Эта модификация не оказывала значительного влияния на свойства Gd-DTPA. Липосома с двойной мишенью способствовала специфическому клеточному захвату in vitro, что указывает на то, что сродство и связывание лиганда с двойной мишенью, по-видимому, синергетически увеличиваются. Кроме того, визуализация in vivo показала, что липосомы, модифицированные двойными пептидами, могут оставаться в циркуляции в течение большей части и более длительный период, чем нецелевые или одноцелевые аналоги, а затем демонстрируют более высокую селективность и специфичность. Подводя итог, мы успешно сконструировали новую парамагнитную липосому, нацеленную на ангиогенез, с гетеродимерным пептидом с двойным нацеливанием, который может эффективно связываться с опухолевой тканью, и мы ожидаем, что эти парамагнитные липосомы с двойным нацеливанием могут улучшить эффект контрастного агента для МРТ. для визуализации опухолей на ранней стадии.

Сокращения

ATWLPPR:

Ала-Тр-Трп-Лей-Про-Про-Арг

BBN:

Бомбезин

C6:

6-аминогексановая кислота

CT:

Компьютерная томография

DMEM:

Модифицированная Дульбекко Eagle Media

DMSO:

Диметилсульфоксид

FMOC:

Флуоренилметоксикарбонил

FOV:

Поле зрения

Gd-DTPA:

Гадолиний-диэтилентриаминпентауксусная кислота

ВЭЖХ:

Высокоэффективная жидкостная хроматография

HUVEC:

Эндотелиальная клетка пупочной вены человека

ICP-OES:

Оптико-эмиссионный спектрометр с индуктивно связанной плазмой

mPEG2000-DSPE:

N- (карбонилметоксиполиэтиленгликоль-2000) -1,2-дистеароил-sn-глицеро-3-фосфоэтаноламин

МРТ:

Магнитно-резонансная томография

NRP1:

Нейропилин-1

Приятель:

Пальмитиновая кислота

PBS:

Физиологический раствор с фосфатным буфером

ПК:

Фосфатидилхолин

ПЭТ:

Позитронно-эмиссионная томография

RGD:

Арг-Гли-Асп

Рентабельность инвестиций:

Интересующие регионы

S / N:

Соотношение сигнал / шум

SER:

Коэффициент усиления сигнала

SI:

Интенсивность сигнала

STIR:

Спин-эхо восстановления инверсии

TE:

Время эха

ТЕМ:

Просвечивающий электронный микроскоп

TR:

Время повторения

VEGF-R:

Рецептор фактора роста эндотелия сосудов


Наноматериалы

  1. Магнитно-резонансная томография (МРТ)
  2. Демонстрация гибкого биосенсора на основе графена для чувствительного и быстрого обнаружения клеток рака яи…
  3. Новые биосовместимые наночастицы Au Nanostars @ PEG для КТ-визуализации in vivo и свойства очищения почек
  4. Синтез и эффективность in vitro покрытых полипирролом железо-платиновых наночастиц для фототермической терапии…
  5. Наносборки 5-аминолевулиновой кислоты и сквалена для фотодетекции и терапии опухолей:исследования in vitro
  6. Новые наночастицы, нацеленные на двойные митохондрии и рецепторы CD44, для высвобождения, инициируемого окисли…
  7. Моноклональное антитело к гепараназе, меченное магнитными золотыми наночастицами, и его последующее примене…
  8. Зависимые от толщины характеристики магнитного и микроволнового резонанса пленок FeCoBSi с комбинированным пол…
  9. Наночастицы альбумина, содержащие артесунат и конъюгированные с красителем в ближнем инфракрасном диапазон…
  10. Магнитный наносенсибилизатор, модифицированный аптамером для МРТ-визуализации HER2-экспрессирующего рака in vi…