Plataformas responsivas a pH e acústicas baseadas em nanopartículas de proteínas carregadas com perfluoropentano para imagens e terapia de ultrassom direcionadas a tumor de ovário

Resumo

Neste estudo, desenvolvemos um agente terapêutico multifuncional de ultrassom (EUA) que encapsula o perfluoropentano (PFP) em ferritina (FRT) e conjuga a molécula de ácido fólico (FA) (FA-FRT-PFP) que visa o tumor. O FA-FRT-PFP preparado tinha um diâmetro médio de partícula de 42,8 ± 2,5 nm, um potencial zeta de - 41,1 ± 1,7 mV e mostra boa estabilidade em solução fisiológica e temperaturas. FRT é uma proteína de gaiola sensível ao pH que, em pH 5,0, se desmonta para formar poros que podem carregar PFP. O ajuste para pH neutro fecha os poros e encapsula o PFP dentro do FRT para formar nanopartículas. Em pH 5,0, 3 min de ultrassom focalizado de baixa intensidade (LIFU, 2 W / cm ² ) aumentou significativamente o sinal de US de FA-FRT-PFP por meio do efeito de vaporização de gotículas acústicas (ADV). Sob condições idênticas, 4 min de irradiação LIFU causou a quebra das bolhas geradas por FA-FRT-PFP. FA-FRT-PFP pode ser eficazmente direcionado para células de câncer de ovário e aumentou significativamente o contraste dos EUA de FA-FRT-PFP após 3 minutos de irradiação LIFU. Após 4 min de irradiação LIFU, a viabilidade celular diminuiu significativamente devido à necrose, provavelmente devido à liberação de PFP mediada por FA-FRT-PFP no ambiente ácido dos lisossomos após entrar nas células tumorais. O PFP é então transformado em bolhas que explodem sob a irradiação LIFU, formando ondas de choque físicas que levam à destruição da estrutura celular e necrose, alcançando o tratamento do tumor. Tomados em conjunto, isso demonstra que FA-FRT-PFP é um novo e promissor agente teranóstico dos EUA para futura aplicação clínica.

Introdução

O câncer de ovário é um dos cânceres femininos mais letais em todo o mundo [1,2,3]. O tratamento do câncer de ovário permanece clinicamente dependente de radioterapia, quimioterapia, cirurgia e outras terapias auxiliares [4,5,6]. No entanto, deficiências nessas estratégias continuam a impedir melhorias nas taxas de sobrevida dos pacientes. Para superar essas deficiências, métodos de diagnóstico mais eficazes e seguros são necessários. Nos últimos anos, a integração de imagens e terapêutica em uma única plataforma de tratamento surgiu como um tema quente [7,8,9].

A tecnologia de ultrassom (US), devido às suas características não invasivas, não radiativas, de baixo custo e específicas, é amplamente utilizada no diagnóstico clínico e no tratamento de tumores [10,11,12]. Nas últimas décadas, uma plataforma de resposta acústica (ARP) com imagens de US e recursos terapêuticos foi desenvolvida para o diagnóstico e tratamento de tumores eficazes [13,14,15,16]. ARP inclui principalmente microbolhas ou nanobolhas (MB ou NB) e plataformas baseadas em nanopartículas (NP) [16, 17]. Entre esses ARPs, MB ou NB mostram boas capacidades de resposta acústica, mas devido ao seu grande tamanho, a penetração no tecido in vivo é fraca e a estabilidade da amostra é pobre. NP exibe permeabilidade tecidual mais forte e um ciclo farmacocinético mais longo devido ao seu tamanho pequeno. No entanto, as capacidades de resposta acústica dos NPs são limitadas. Portanto, é urgente projetar ARPs de tamanho pequeno, com alta estabilidade e forte capacidade de resposta.

Fluorocarbonos líquidos sofrem transição de fase gasosa de fase líquida em resposta à estimulação externa [18, 19]. Natalya e colegas desenvolveram uma nanoemulsão contendo fluorocarbono líquido que produziu efeitos de vaporização de gotículas acústicas (ADV) sob ultrassom focalizado de baixa intensidade (LIFU) [20,21,22]. As emulsões formaram bolhas e simultaneamente desencadearam a liberação do medicamento, permitindo assim o tratamento do tumor. No entanto, uma camada de material de vedação enrolada em torno do fluorocarbono líquido levou a um aumento na intensidade e no tempo do ultrassom necessário para o tratamento do tumor, resultando em danos ao tecido saudável circundante. Otimização adicional do transportador de fluorocarbono líquido é, portanto, necessária.

Neste estudo, desenvolvemos uma nanopartícula de ferritina (FRT) carregada com fluorocarbono líquido perfluoropentano (PFP), que foi posteriormente combinada com a molécula alvo do tumor ácido fólico (FA) para formar FA-FRT-PFP. A ferritina é uma proteína nanocage endógena altamente biocompatível que apresenta sensibilidade ao pH [23,24,25]. A proteína pode se desmontar em um ambiente ácido e pode ser remontada em um ambiente alcalino. Isso permite o carregamento e a liberação controlados de ferritina em resposta às mudanças de pH [26,27,28]. PFP é um material de transformação de fase frequentemente usado que mostra uma temperatura de ebulição de 29 ^o C. A baixa temperatura de ebulição facilitou a fácil transformação de fase por LIFU, que era mais seguro do que HIFU. O PFP foi carregado em ferritina e o FA-FRT-PFP resultante tinha um diâmetro de ~ 47,3 ± 2,8 nm com alta estabilidade em soluções fisiológicas e temperaturas. De acordo com os resultados, o FA-FRT-PFP tinha as seguintes vantagens:(1) o PFP poderia ser facilmente carregado no FRT alterando o pH de ácido para neutro; (2) sob ultrassom focalizado de baixa intensidade (LIFU, 2 W / cm ² , 3 min) e pH =5,0, FA-FRT-PFP libera PFP e passa por mudanças de fase para melhorar os sinais de imagem dos EUA por meio de vaporização de gotículas acústicas (ADV); 3) Sob irradiação LIFU de longo prazo (4 min) e pH =5,0, o PFP liberado do FA-FRT-PFP explodiu e produziu uma onda de choque física que poderia efetivamente destruir as células tumorais por meio de necrose. Até onde sabemos, este é o primeiro exemplo de carregamento de PFP em FRT como um teranóstico de tumor US. Estes resultados indicam que FA-FRT-PFP + LIFU é uma nova estratégia para diagnóstico e tratamento integrado de tumor.

Materiais e métodos

Materiais

Gel de agarose, ferritina (FRT), ácido fólico (FA) e perfluoropentano (C ₃ F ₈ , PFP) foram adquiridos da Sigma (St. Louis, MO, EUA). NH ₂ -PEG ₂₀₀₀ -FA e NH ₂ -PEG ₂₀₀₀ -COOH foram fornecidos por Xi’an Ruixi Biotechnology Co., Ltd. (China). A 1-etil-3- (3-dimetilaminopropil) carbodiimida (EDC) e a N-hidroxissuccinimida (NHS) foram adquiridas à Thermo Fisher Scientific (Waltham, MA, EUA). O kit-8 de contagem de células (CCK-8) foi obtido de Dojindo Laboratories (Kumamoto, Japão). Meio Eagle modificado por Dulbecco (DMEM), solução salina tamponada com fosfato (PBS), penicilina-estreptomicina, tripsina-EDTA e soro fetal bovino (FBS) foram adquiridos da Gibco (Grand Island, NY, EUA).

Cultura de células

A linha de células de câncer de ovário humano SK-OV-3 foi fornecida pelo Instituto de Biologia Celular de Xangai, Academia Chinesa de Ciências. Células epiteliais de ovário normais HUM-CELL-0088 foram obtidas de PriCells, Wuhan, China. As células foram cultivadas em meio DMEM contendo 10% de soro fetal bovino e 1% de solução de penicilina-estreptomicina. As células foram mantidas em uma incubadora com atmosfera umidificada contendo 5% de CO ₂ a 37 ° C

Preparação de FA-FRT-PFP

Em primeiro lugar, a molécula alvo FA foi conjugada com FRT através da reação de esterificação [29]. Em resumo, NH ₂ -PEG ₂₀₀₀ -FA (10 mg) e solução FRT foram misturados com a presença de EDC (5 mg / mL) e NHS (20 mg / mL). Após 3 h de reação à temperatura ambiente com leve agitação, a mistura foi purificada por meio de diálise contra água destilada (MW cut-off =1,2 kDa) por 24 h. A solução resultante foi nanopartículas de FA-FRT. Em segundo lugar, o carregamento de PFP na cavidade do FRT foi preparado com o processo de desnaturação e renaturação da proteína [30]. Resumidamente, FA-FRT foi diluído em 5 mL de PBS para ser 2 mg / mL e ajustado para pH =5,0 com 30 min de agitação leve à temperatura ambiente para garantir a dissociação completa do FRT. Depois disso, 500 μl de PFP foram adicionados à solução em um banho de gelo e submetidos à sonicação de pulso com 5 s e 5 s de pausa por um total de 5 min a 80 W em banho de gelo. Após a sonicação, o valor de pH da mistura foi ajustado para neutro (pH =7,4). Como o PFP estava em estado de óleo e insolúvel em água, o PFP excessivo foi facilmente removido por separação de líquido para ser FA-FRT-PFP. FRT-PFP foi preparado com um método semelhante, exceto para alterar NH ₂ -PEG ₂₀₀₀ -FA em NH ₂ -PEG ₂₀₀₀ -COOH.

Caracterização de FA-FRT-PFP

Os tamanhos e potenciais zeta das nanopartículas foram testados por um Zeta Sizer (Malvern, NanoZS, UK). A morfologia do FA-FRT-PFP foi observada por microscopia eletrônica de transmissão (TEM, Hitachi, Japão) e microscopia de fluorescência invertida (Olympus, Japão). A estrutura química das nanopartículas foi detectada por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (Bruker Tensor 27, Bruker Optik, Ettlingen, Alemanha). A captação celular do FA-FRT-PFP foi detectada por microscopia confocal de varredura a laser (LEXT OLS4100, Olympus, Japão). As células com dupla coloração FITC / PI foram analisadas por citometria de fluxo (BD, Franklin Lakes, NJ, EUA).

O desempenho do pH e da geração de gás responsiva ao ultrassom

FA-FRT-PFP em condições de pH =5,0 e 7,5 foram irradiados com diferentes intensidades acústicas de LIFU (1,5 e 2,0 W / cm ² ) e por tempo total diferente (1, 2, 3 e 4 min) no modelo de gel de agarose, as imagens dos EUA foram observadas por equipamento dos EUA (Esaote Mylab 90, Itália) com frequência de 5–12 MHz e índice mecânico ( MI) de 0,06. Depois disso, o aparecimento de FA-FRT-PFP foi observado por microscopia de luz com o tempo. A intensidade dos EUA da região de interesse na imagem dos EUA foi analisada pelo software ImageJ.

Captação celular

Resumidamente, 1 mg de FITC foi dissolvido em 1 mL de DMSO e, em seguida, misturado com FRT-PFP e FA-FRT-PFP por 30 min com agitação suave. Em seguida, a solução misturada foi dialisada durante a noite em água desionizada para remover FITC e DMSO livres para obter nanopartículas marcadas com FITC. Em seguida, as células SK-OV-3 e células ovarianas normais (HUM-CELL-0088) foram cultivadas no meio por 24 h e, em seguida, FITC livre, FRT-PFP marcado com FITC e FA-FRT-PFP foram co-incubados com Células SK-OV-3 por 5 h. Além disso, FA-FRT-PFP marcado com FITC foi incubado com células SK-OV-3 pré-tratadas com FA por 5 h. As células foram lavadas 3 vezes com PBS e fixadas com paraformaldeído a 4% e coradas com 0,2 mg / mL de solução de DAPI por 10 min. As células foram fotografadas por microscopia confocal de varredura a laser para capturar imagens fluorescentes. O sinal de fluorescência foi quantificado por um citômetro de fluxo.

Imagem de ultrassom in vitro

As células SK-OV-3 foram cultivadas por 24 h em meio livre de FA e, em seguida, PBS, FRT-PFP e FA-FRT-PFP e FA-FRT-PFP + FA foram incubados com as células SK-OV-3 para 6 h. As células foram coletadas e misturadas com gel de agarose e, em seguida, as células foram irradiadas com ou sem LIFU por 3 min (1 s em e 1 s de pausa por um total de 3 min; 1 MHz; 2,0 W / cm ² ) Por fim, as imagens dos EUA foram capturadas.

Eficácia anticâncer in vitro

As células SK-OV-3 foram semeadas em uma placa de 96 poços na densidade de 1 × 10 ⁴ células / poço, e pode anexar por 24 h. Para a citotoxicidade de FA-FRT, várias concentrações (0, 20, 40, 100, 200 e 500 μg / mL) de FA-FRT foram cultivadas com células SK-OV-3. Após 24 h de tratamento, as células foram tratadas por meio DMEM contendo 10% de CCK-8 por 20 min em uma incubadora. A absorbância das células em comprimento de onda de 450 nm foi detectada por um Multimode Plate Reader (Thermo Scientific) para caracterizar a viabilidade celular. Além disso, as células SK-OV-3 e células ovarianas normais (HUM-CELL-0088) foram tratadas com PBS, FRT-PFP e FA-FRT-PFP e FA-FRT-PFP + FA por 3 h, e então foram irradiado por LIFU (1 s com uma pausa de 1 s para um total de 4 min; 1 MHz; 2,0 W / cm ² ) As células tratadas foram incubadas por mais 21 h. Como controle, sem LIFU, as células foram tratadas com PBS, FRT-PFP e FA-FRT-PFP e FA-FRT-PFP + FA por 24 h. Depois disso, a viabilidade das células tratadas foi detectada pelo ensaio CCK-8.

Análise da morte celular

Para avaliar o tipo de morte celular, as células SK-OV-3 foram semeadas em placas de 6 poços a uma densidade de 5 × 10 ⁴ células / mL. Após 24 h, as células foram tratadas com PBS, FRT-PFP e FA-FRT-PFP e FA-FRT-PFP + FA por 3 h, em seguida, irradiadas com LIFU (1 s, pausado por 1 s para um total de 4 min; 1 MHz; 2,0 W / cm ² ) As células tratadas foram incubadas por mais 23 h. Como controle, as células foram tratadas com PBS, FRT-PFP e FA-FRT-PFP e FA-FRT-PFP + FA por 24 h na ausência de LIFU. As células foram tripsinizadas, centrifugadas a 1500 × g por 3 min, lavado 3 vezes com PBS gelado e, em seguida, ressuspenso em 200 mL de tampão de ligação. Depois disso, 5 μL de anexina V-FITC e 10 μL de PI foram adicionados e incubados com as células por 15 min no escuro. As células coradas foram analisadas usando um citômetro de fluxo.

Western Blotting

O western blotting foi realizado de acordo com a literatura anterior. As células foram tratadas com 40 μg / mL de PBS (controle), FRT-PFP, FA-FRT-PFP + FA e FA-FRT-PFP combinado com ou sem irradiação LIFU (2,0 W / cm ² , 4 min) e mais 21 h de incubação. E então as células tratadas foram lisadas em tampão RIPA (Sigma). Cinquenta microgramas de cada proteína com tampão de amostra Laemmli foram fervidos por 5 min e submetidos a SDS-PAGE. As proteínas foram transferidas para membrana de PVDF (Bio-Rad Laboratories) usando Trans-Blot semidry (Bio-Rad Laboratories). Os blots foram primeiro incubados em tampão de bloqueio TBS contendo 2% de leite ou 2% de BSA (para anticorpos fosfo-específicos) por 1 h em temperatura ambiente e, em seguida, com os respectivos anticorpos primários diluídos em TBST (contendo 0,1% de Tween20 e 2% de BSA) durante a noite a 4 ° C. Posteriormente, os blots foram lavados e incubados com anticorpos secundários apropriados (Santa Cruz) em TBST e detectados usando SuperSignal West Pico Chemiluminescent Substrate (Thermo).

Análise estatística

Todos os dados são apresentados como média ± desvio padrão. As análises estatísticas foram realizadas usando o teste t de Student. * P <0,05, ** P <0,01 foram considerados estatisticamente significativos.

Resultados e discussão

Preparação e caracterização de FA-FRT-PFP

FA-FRT-PFP foi sintetizado e usado para terapia tumoral (Fig. 1). Gotículas de transformação de fase foram carregadas em FRT através da desmontagem reversível induzida por pH e remontagem de FRT. O PFP com vaporização de gotículas acústicas induzidas por LIFU (ADV) foi entregue nas células e atuou como um agente de imagem de ultrassom. A Figura 2a-c mostra imagens TEM de FRT, FRT-PFP e FA-FRT-PFP, que eram de morfologia esférica. Os tamanhos médios de partícula de FRT, FRT-PFP e FA-FRT-PFP foram 6,9 ± 0,3 nm, 43,8 ± 1,6 nm e 47,3 ± 2,8 nm, respectivamente, (Fig. 2d) demonstrando que o carregamento de PFP e a conjugação de FA aumentaram o tamanho do FRT. O potencial zeta médio de FRT e FA-FRT-PFP foram - 43,2 ± 3,1 mV, - 46,9 ± 2,2 mV e - 41,5 ± 2,7 mV, respectivamente (Fig. 2e). Além disso, a conjugação de FA com FRT foi caracterizada por FT-IR como mostrado no arquivo adicional 1:Figura S1. O espectro FT-IR exibiu bandas de absorção em ~ 1110 cm ⁻¹ pode corresponder à ligação vibracional C – O – C éter do PEG; picos de absorção em ~ 1601 cm ⁻¹ e ~ 1710 cm ⁻¹ pertencem a ligações vibracionais C =O de PEG e FRT, bem como de –COOH e –CONH ₂ de FA e FRT; as bandas em ~ 2820 cm ⁻¹ , ~ 2920 cm ⁻¹ e ~ 2950 cm ⁻¹ correspondem a vibrações de alongamento C – H assimétricas e simétricas de –CH ₂ de FA e PEG; picos de absorção em ~ 1440 cm ⁻¹ estão associados ao anel fenil de FA. O resultado confirma a conjugação bem-sucedida de FA com FRT. Ao longo do período de armazenamento de 28 dias, o tamanho e PDI de FA-FRT-PFP em água, PBS, solução salina e FBS permaneceram sem alteração significativa (Fig. 3a, b), indicando que FA-FRT-PFP mostra excelente estabilidade. A Figura 3c mostra a mudança de tamanho de FA-FRT-PFP em várias temperaturas variando de 25 ^o C a 45 ^o C. O tamanho do FA-FRT-PFP ficou quase inalterado quando a temperatura foi reduzida para 25–40 ° C, indicando que FA-FRT-PFP mostra alta estabilidade abaixo de 40 ^o C. Quando a temperatura atingiu 45 ° C, o tamanho do FA-FRT-PFP variou de 42,1 nm a 6 nm, provavelmente devido ao PFP no FA-FRT-PFP sofrer gaseificação severa, levando à ruptura das nanopartículas. A temperatura de gaseificação de FA-FRT-PFP aumentou de 29 ^o C (temperatura de gaseificação do PFP sob pressão normal) a 45 ^o C, provavelmente devido à cobertura da carcaça do FRT [21, 31,32,33].

Aprimoramento responsivo de pH e LIFU nos EUA

Experimentos simulados dos EUA de FA-FRT-PFP foram realizados em diferentes valores de pH e intensidade de potência LIFU. Conforme mostrado na Fig. 4a, na ausência de irradiação LIFU (pré), o sinal de US era fraco em todos os grupos. Em pH 7,5 após 3 min de irradiação LIFU, FA-FRT-PFP mostrou um sinal de US baixo a 1,5 e 2,0 W / cm ² , enquanto em pH =5,0 sob o mesmo tempo de irradiação LIFU, FA-FRT-PFP teve uma intensidade de sinal US mais forte. Isso demonstrou que o FA-FRT-PFP apresentou efeitos ADV dependentes do tempo e da intensidade acústica. Isso ocorreu porque, em pH =5,0, FA-FRT-PFP desmontou e liberou PFP tornando mais fácil passar por transformação de fase. Curiosamente, quando o tempo de irradiação LIFU foi estendido para 4 min, FA-FRT-PFP em pH =5,0 e 2,0 W / cm ² de LIFU tinha uma intensidade de sinal de US mais fraca em comparação com aquele em um tempo de irradiação menor, provavelmente devido ao LIFU nesta condição ser muito forte que induz a ruptura das bolhas. Esses resultados demonstraram que o FA-FRT-PFP poderia liberar PFP, gerando transformações de fase e explosão a 2,0 W / cm ² de irradiação LIFU em pH =5,0. Os resultados da intensidade de US são mostrados na Fig. 4b, c. A Figura 4d-g mostra a morfologia das soluções FA-FRT-PFP após 3 min de irradiação LIFU (2,0 W / cm ² ) e a pH =7,5 e 5,0. FA-FRT-PFP em pH =5,0 e 2,0 W / cm ² O LIFU gerou grandes bolhas, validando ainda mais nossas descobertas.

Captação de células

A Figura 5 mostra a capacidade de absorção celular de FA-FRT-PFP. As células livres tratadas com FITC mostraram fluorescência desprezível, mas após a marcação em FA-FRT-PFP, um forte sinal de fluorescência foi evidente, indicando que FA-FRT-PFP tem forte capacidade de captação celular. As células tratadas com FRT-PFP e FA-FRT-PFP-tratadas pré-incubadas com FA mostraram fluorescência FITC mais fraca. Isso demonstrou ainda que o FA aumenta o direcionamento ativo de nanopartículas. Além disso, FA-FRT-PFP mostrou um comportamento de absorção comparável ao FCM (Fig. 5c, d). As taxas de absorção de FA-FRT-PFP foram 46,5 ± 2,8%, o que foi significativamente maior do que FITC livre (controle), FRT-PFP e FA-FRT-PFP + FA. Além disso, Arquivo adicional 1:Figura S2 mostra a absorção celular de nanopartículas em células ovarianas normais. Não há diferenças significativas entre os grupos FRT-PFP, FA-FRT-PFP + FA e FA-FRT-PFP na captação celular. Isso provavelmente se deve ao fato de que as células ovarianas normais (HUM-CELL-0088) têm baixa expressão do receptor de FA em comparação com as células SK-OV-3.

Imagem de ultrassom in vitro

Para confirmação de que FA-FRT-PFP melhora a imagem de ultrassom por ADV in vitro, as nanopartículas foram incubadas com as células por 5 he irradiadas com ou sem LIFU (2,0 W / cm ² ) Como mostrado na Fig. 6a na ausência de irradiação LIFU, as células em todos os grupos testados não mostraram sinais de ultrassom intensificados, enquanto após a irradiação LIFU, as células tratadas com FA-FRT-PFP mostraram altas intensidades US em comparação com o controle FRT-PFP e FA-FRT Grupos -PFP + FA, respectivamente. Para imagens de ultrassom, a análise quantitativa dos valores da escala de cinza foi calculada usando o software ImageJ. Os resultados foram consistentes com os dados de imagem de US (Fig. 6b), mostrando que a intensidade de US de células tratadas com FA-FRT-PFP foi aumentada após irradiação por LIFU a 2,0 W / cm ² por 3 min. FA-FRT-PFP entra nas células e no ambiente ácido dos lisossomos (pH =~ 5,0) desmontado e liberado PFP no citoplasma [34, 35]. Após a irradiação LIFU, o PFP gerou facilmente transformações de fase de gotículas em gás, o que aumentou a intensidade dos EUA.

Eficácia anticâncer in vitro e análise de morte celular

A Figura 7a mostra a citotoxicidade de FA-FRT-PFP em concentrações de até 0,5 mg / mL. Na ausência de irradiação LIFU, FA-FRT-PFP não mostrou supressão óbvia de viabilidade em células SK-OV-3. Os ensaios de CCK-8 foram usados para analisar a eficácia anticâncer de FA-FRT-PFP combinado com LIFU. Como mostrado na Fig. 7b, na ausência de irradiação LIFU, FRT-PFP, FA-FRT-PFP + FA e FA-FRT-PFP não exibiram citotoxicidade notável em comparação com os grupos de controle. Quando combinado com 4 min de irradiação LIFU, FA-FRT-PFP mostrou citotoxicidade significativa que foi maior do que a de FRT-PFP, FA-FRT-PFP + FA, com taxas de inibição celular de pico aproximando-se de 90% a 40 μg / mL. Isso pode ser devido ao FA-FRT-PFP ser mais prontamente absorvido pelo citoplasma e depois pelos lisossomos em comparação com FRT-PFP, FA-FRT-PFP + FA. No ambiente ácido dos lisossomos, FA-FRT-PFP liberou PFP no citoplasma. Sob 4 min de irradiação LIFU, o PFP liberado gaseificou, causando cavitação e ruptura, gerando uma série de forças de choque físico que aumentaram significativamente os efeitos mortais dos tumores [36,37,38]. Além disso, o arquivo adicional 1:A Figura S3 mostra a citotoxicidade das nanopartículas em células ovarianas normais. Não há diferenças significativas entre os grupos FRT-PFP, FA-FRT-PFP + FA e FA-FRT-PFP na citotoxicidade quando combinados com LIFU. O resultado pode ser porque as células HUM-CELL-0088 têm baixa expressão do receptor de FA que não mostrou nenhum efeito de direcionamento de FA.

Como mostrado na Fig. 8a, b, na ausência de irradiação LIFU, as células mostraram morte celular mínima em todos os grupos. Após 4 min de irradiação LIFU, as células tratadas com FA-FRT-PFP mostraram necrose significativa (~ 91,6%) em comparação com outros grupos devido às ondas de choque físicas geradas por cavitação PFP induzida por LIFP ou explosão de bolhas. Além disso, o Arquivo Adicional 1:A Figura S4 mostra o nível de expressão da proteína TNF nas células. Sem LIFU, as células dificilmente expressavam a proteína TNF. Enquanto com LIFU, as células no grupo FA-FRT-PFP têm um alto nível de expressão de TNF, em comparação com os grupos FRT-PFP e FA-FRT-PFP + FA, indicando que a proteína TNF era um FA-FRT-PFP vital + Proteína relacionada à morte induzida por LIFU [39]. Com base no excelente efeito da terapia do câncer in vitro [40,41,42], FA-FRT-PFP é promissor para a futura terapia do câncer in vivo.

Conclusão

Em resumo, desenvolvemos com sucesso nanopartículas de transformação de fase baseadas em FRT e carregadas com PFP modificadas com uma molécula alvo de FA (FA-FRT-PFP). Como um novo teranóstico direcionado dos EUA, FA-FRT-PFP tinha várias vantagens:(1) FA-FRT-PFP tinha um tamanho de partícula em nanoescala; (2) FRT foi usado como transportador, que poderia desmontar e remontar para carregar e liberar gotas de PFP em condições ácidas e neutras, respectivamente; (3) sob 3 min de assistência LIFU e condições ácidas, FA-FRT-PFP liberou PFP e gerou transformações de fase através de ADV, o que poderia aumentar significativamente seu contraste nos EUA; (4) sob 4 min de irradiação por LIFU e um ambiente ácido, o PFP liberado poderia facilmente induzir um "efeito de explosão" intracelular, resultando em características antitumorais físicas. Estes resultados demonstram que FA-FRT-PFP com assistência LIFU fornece uma nova estratégia para imagem molecular de ultrassom e terapia tumoral.

Disponibilidade de dados e materiais

As conclusões feitas neste manuscrito são baseadas nos dados que são apresentados e mostrados neste artigo.

Abreviações

ADV:: Vaporização de gota acústica
ARP:: Plataforma de resposta acústica.
CCK-8:: Kit de contagem de células-8
EDC:: 1-Etil-3- (3-dimetilaminopropil) carbodiimida
FA:: Ácido fólico
FBS:: Soro fetal bovino
FITC:: Isotiocianato de fluoresceína
FRT:: Ferritina
LIFU:: Ultra-som focalizado de baixa intensidade
NHS:: N-hidroxisuccinimida
PFP:: Perfluoropentano
EUA:: Ultrassom

CuFe2O4 / MoS2 heteroestruturas de dimensões mistas com resposta de detecção de gás aprimorada Comutação analógica e comportamento sináptico artificial de Ag / SiOx:Ag / TiOx / p ++ - Dispositivo Memristor Si

Nanomateriais

Materiais Poliméricos

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