Усиленная синергия ловастатина и доксорубицина в пуллановых наночастицах против трипл-негативного рака молочной железы

Аннотация

Трипл-негативный рак молочной железы (TNBC) остается высокостойким к конвенциональной терапии. Мы спроектировали амфифильный конъюгат пуллана–ловастатина (PLV) и загрузили его доксорубицином (DXR), получив PLV/DXR наночастицы (НЧ). Конъюгат PLV приготовили при трех молярных соотношениях пуллан:LV; соотношение 1:2 дало наивысшую степень замещения (7,87 %) и наименьший размер частиц (~180 нм). PLV/DXR НЧ продемонстрировали устойчивый, pH-зависимый профиль высвобождения (97,9 % DXR через 72 ч при pH 5,4 против 76,2 % при pH 7,4) и эффективность инкапсуляции 21 %. В витро PLV/DXR НЧ заметно ингибировали пролиферацию клеточной линии TNBC MDA-MB-231 (IC₅₀ 0,60 мкМ), щадя не-TNBC линию MDA-MB-453 (IC₅₀ 11,05 мкМ). FITC-маркированные НЧ показали время-зависимое поглощение, причем клетки MDA-MB-231 интернализировали больше частиц, чем MDA-MB-453. Исследования свободных лекарств выявили сильное синергетическое взаимодействие LV и DXR, снижающее необходимую дозу каждого агента до 40-кратно. Результаты подтверждают перспективность PLV/DXR НЧ как платформы для терапии TNBC.

Введение

TNBC лишен рецепторов ЭР, ПР и HER2, что ограничивает таргетированные опции и ведет к плохим исходам. Наночастицы могут использовать эффект усиленного проникновения и удержания (EPR) для селективной доставки терапевтиков в солидные опухоли. Ловастатин (LV), липофильный статин, демонстрирует селективную цитотоксичность к клеткам TNBC, воздействуя на раковые стволовые клетки и ингибируя эффлюкс-транспортер P-гликопротеин, тем самым потенцируя химиотерапевтики вроде DXR. Однако плохая водорастворимость LV и фармакокинетическое несоответствие ко-администрируемых препаратов препятствуют синергетической терапии. Инкапсуляция LV и DXR в едином биосовместимом наноносителе решает эти проблемы.

Материалы и методы

Пуллан (200 кДа) и LV конъюгировали через активацию 숙циновым ангидридом, получив PLV-конъюгаты с молярными соотношениями пуллан:LV 1:2, 1:3 и 1:4. FTIR и ¹H NMR подтвердили успешную эстерификацию; конъюгат 1:2 имел степень замещения (DS) 7,87 %. PLV самособирался в мицеллы (~180 нм) в водном буфере; DXR внедряли обменом растворителя, получая PLV/DXR НЧ (~226 нм). Загрузка лекарства и EE определяли UV-Vis спектроскопией. In vitro высвобождение измеряли в ФСБ (pH 7,4 и 5,4) при 37 °C диализом. Клетки MDA-MB-231 и MDA-MB-453 культивировали в DMEM + 10 % ФСС. Цитотоксичность оценивали CellTiter-Blue после 48-часового воздействия; синергизм анализировали изоболограммой. Клеточное поглощение FITC-маркированных НЧ визуализировали флуоресцентной микроскопией.

Результаты

Синергия комбинации лекарств

Свободные LV и DXR демонстрировали доза-зависимое ингибирование клеток MDA-MB-231. Увеличение концентрации DXR снизило IC₅₀ LV с 10,92 мкМ до 0,28 мкМ (39-кратно), и наоборот. Изоболограмма выявила три синергетических соотношения (DXR/LV = 0,025/7,09; 0,3033/3,0; 0,625/0,28 мкМ). Значимой активности LV в клетках MDA-MB-453 не наблюдалось, подчеркивая специфичность к TNBC.

Характеристика PLV-конъюгата

FTIR показал новые эфирные карбонильные пики при 1725 см⁻¹; ¹H NMR выявил сигналы метиленовых групп LV (0,5–2,7 ppm). Динамическое рассеяние света (DLS) и ТЭМ подтвердили монодисперсные сферические частицы; конъюгат 1:2 (PLV (1/2)) выбран для дальнейшей работы благодаря наивысшей DS и наименьшему размеру.

Профиль PLV/DXR наночастиц

EE 20,9 %, загрузочная способность 1,93 %. FITC-маркировка увеличила размер до 254 нм и дзета-потенциал до −15 мВ. Высвобождение демонстрировало быстрый первоначальный выброс (~30 % за 8 ч) с последующим устойчивым высвобождением; pH 5,4 ускорял кумулятивное высвобождение до 97,9 % к 72 ч против 76,2 % при pH 7,4.

Клеточное поглощение

Флуоресцентная микроскопия выявила время-зависимый рост интернализации НЧ; клетки MDA-MB-231 накапливали больше FITC, чем MDA-MB-453 (статистически значимо при 1 ч).

Цитотоксичность PLV/DXR НЧ

PLV/DXR НЧ дали более низкие IC₅₀, чем свободный DXR в клетках MDA-MB-231 (0,60 мкМ против 0,86 мкМ), в то время как эффективность в MDA-MB-453 оставалась низкой, повторяя поведение свободных лекарств.

Обсуждение

PLV/DXR НЧ объединяют противоопухолевую мощь LV с цитотоксичностью DXR, доставляя оба агента в опухоль-таргетированном, pH-чувствительном режиме. Улучшенное поглощение и селективная цитотоксичность в клетках TNBC подтверждают терапевтический потенциал платформы. Хотя текущее исследование ограничено in vitro, дизайн соответствует EPR-эффекту и предлагает реалистичный путь к ко-доставке плохо растворимых препаратов.

Заключение

Мы создали двухлекарственную наносистему, использующую биосовместимость пуллана для растворения ловастатина и ко-инкапсуляции доксорубицина. Полученные PLV/DXR НЧ демонстрируют монодисперсность, высокую загрузку лекарства, pH-реагируемое высвобождение и селективное синергетическое ингибирование клеток TNBC, создавая прочную базу для будущих in vivo исследований.