Pontos quânticos carregados com doxorrubicina PEG-CdTe como um sistema inteligente de administração de medicamentos para tratamento de mieloma múltiplo extramedular

Resumo

Novos tratamentos medicamentosos ainda não melhoram o prognóstico de pacientes com mieloma múltiplo extramedular (EMM). Felizmente, a quimioterapia em altas doses pode aumentar o prognóstico, mas é intolerante para a maioria dos pacientes por causa da citotoxicidade do medicamento. Nanopartículas (NPs) são usadas como carreadores de drogas para prolongar o tempo de circulação da droga, controlar a liberação da droga, reduzir a toxicidade e a biodisponibilidade da droga e almejar locais específicos. Neste trabalho, a doxorrubicina (DOX) foi carregada em pontos quânticos de telureto de cádmio modificado com polietilenoglicol (PEG-CdTe QDs). O PEG-CdTe-DOX facilitou o acúmulo intracelular de droga por meio da compatibilidade organizacional do polietileno e liberou o DOX no microambiente de maneira controlada por pH, o que aumentou a eficácia terapêutica e a taxa de apoptose das células de mieloma (PRMI8226). O PEG-CdTe-DOX melhorou a atividade antitumoral do DOX ao regular as expressões proteicas de genes associados à apoptose. Em resumo, o PEG-CdTe-DOX fornece um tratamento clínico específico e eficaz para pacientes com EMM.

Introdução

O mieloma múltiplo (MM), o segundo maior tumor hematológico após o linfoma [1], é uma neoplasia maligna de células plasmáticas acumuladas na medula óssea e leva à destruição óssea e insuficiência medular. A expectativa de vida de pacientes com mieloma foi prolongada significativamente nos últimos 10-20 anos, graças ao desenvolvimento de agentes quimioterápicos mais eficazes e regimes com alta atividade antitumoral [2, 3]. Mieloma múltiplo extramedular (EMM), definido como a presença de células plasmáticas fora da medula óssea de pacientes com mieloma múltiplo, pode ser responsável por até 30% do mieloma múltiplo em todo o curso da doença [4]. Além do prognóstico desfavorável, a sobrevida global mediana de pacientes com EMM que sofrem recidiva extramedular é <6 meses [4]. Em relação ao uso de novos agentes, nenhum dos 11 pacientes com EMM supostamente respondeu ao agente único da talidomida, enquanto 16 dos 27 pacientes sem envolvimento extramedular responderam [5]. Além disso, mesmo o tratamento com novos medicamentos, como o bortezomibe, não melhora a sobrevida dos pacientes com EMM [6]. No entanto, alguns estudos mostram que a quimioterapia em altas doses pode promover o prognóstico de pacientes com EMM [7, 8]. No entanto, a alta dosagem de quimioterápicos mal tolerada pelos pacientes resulta em efeitos colaterais significativos em tecidos e órgãos normais.

A doxorrubicina (DOX) é uma das drogas quimioterápicas mais eficazes para o tratamento do mieloma múltiplo [6, 9]. No entanto, suas aplicações clínicas de altas doses em idosos ou pacientes com EMM são seriamente limitadas por sua toxicidade e efeitos colaterais, incluindo principalmente cardiotoxicidade e supressão da medula óssea. Além disso, o mieloma é mais freqüentemente diagnosticado em pessoas com idade entre 65 e 74 anos, com mediana de 69 anos [9]. Na verdade, a quimioterapia ainda é o principal tratamento do mieloma múltiplo, mas os quimioterápicos costumam causar danos irreversíveis aos tecidos ou órgãos normais, ao mesmo tempo que mata as células tumorais e reduz a capacidade imunológica do corpo. Assim, a quimioterapia tradicional não consegue atingir o efeito desejado. Minimizar os efeitos adversos da quimioterapia ainda é um desafio. As estatísticas mostram que a taxa média anual de novo mieloma aumentou 0,8% na última década [9]. Enquanto isso, não existe um plano de tratamento padrão para pacientes com EMM. Portanto, novos tratamentos para pacientes EMM são urgentemente necessários.

Para superar as limitações dos tratamentos quimioterápicos convencionais, os pesquisadores usaram principalmente nanopartículas de carfilzomibe lipossomal que poderiam atingir efetivamente as células de mieloma múltiplo [10]. As plaquetas carregadas com DOX podem aumentar a eficácia terapêutica do linfoma [11]. Nanopartículas (por exemplo, pontos quânticos de telureto de cádmio ou CdTe QDs) podem prolongar o tempo de circulação e a liberação do fármaco de maneira controlada por pH, melhorar a eficácia e reduzir a toxicidade do fármaco [12,13,14,15,16]. O polietilenoglicol (PEG), caracterizado pela hidrofilicidade, alta biocompatibilidade, segurança, não toxicidade e baixa imunogenicidade, pode ser conjugado com CdTe QDs (PEG-CdTe QDs) para induzir um efeito "imunodeprimido", reduzindo ou mesmo evitando o plasma opsonização e absorção pelo sistema reticuloendotelial [14]. Esta propriedade contribui para prolongar o tempo de circulação sanguínea do PEG, minimizando ou eliminando a adsorção de proteínas plasmáticas nessas partículas [17]. PEG-CdTe QDs são eficientemente internalizados pelas células através da endocitose de fase fluida e da afinidade da bicamada lipídica na superfície da membrana plasmática [18]. Como um veículo de nanopartículas de drogas, as drogas carregadas com CdTe QDs podem liberar drogas em um padrão de pH controlado e disparado por pH, e esses complexos de nanopartículas podem liberar drogas em pH baixo que é semelhante ao microambiente tumoral [13].

Neste estudo, um sistema de entrega de drogas nanopartículas (PEG-CdTe-DOX) foi sintetizado para melhorar a eficácia quimioterápica. Este sistema facilitou a entrega preferencial de DOX em células PRMI 8226. O mapa esquemático da síntese e função do sistema é mostrado na Fig. 1. O sistema de distribuição do fármaco foi caracterizado e seus efeitos antitumorais e toxicidade sistemática foram testados in vitro. Este estudo pode fornecer novas idéias para o tratamento de EMM.

Ilustração esquemática do possível mecanismo de atividade antitumoral melhorada de PEG-CdTe-DOX in vitro. Notas:eles podem ser internalizados quando almejando células tumorais por meio de alta compatibilidade de tecido de PEG. DOX induz a apoptose de células tumorais por meio da regulação da expressão de genes associados à apoptose

Materiais e métodos

Materiais

O kit de ensaio de proteína PEG-CdTe QDs e Pierce ™ ácido bicinchonínico (BCA) foram adquiridos na Sigma-Aldrich (St. Louis, EUA). O DOX foi obtido da Dalian Meilun Biology Technology Co. (Dalian, República Popular da China). PRMI-1640 foi adquirido da Gibco Chemical Co. (Carlsbad, CA, EUA). Soro fetal bovino (FBS) foi adquirido de Wisent Inc. (Montreal, Canadá). O kit de detecção de apoptose de isotiocianato de Anexina V-Fluoresceína (FITC) e o ensaio de kit-8 de contagem de células (CCK-8) foram obtidos de Beyotime Biotechnology Co., Ltd. (Nantong, República Popular da China), e anticorpos monoclonais para Bax, Caspase- 3, Bcl2, β-actina foram adquiridos a partir de Cell Signaling Technology, plc. (Boston, EUA). Um microscópio eletrônico de transmissão (TEM) foi aceito pelo Japan Electron Optics Laboratory, Ltd. (Tóquio, HT700, Japão). Os diâmetros hidrodinâmicos e a distribuição de tamanhos de PEG-CdTe e PEG-CdTe-DOX foram medidos pelo analisador de tamanho Zetasizer sizer NanoZs (Malvern, Zetasizer Ultra, UK). A concentração de DOX foi detectada por HPLC (Jasco, LC-2000, Japão). A entrega DOX foi encontrada por microscópio confocal de varredura a laser (Nikon, C 2, Japão). Apoptose e intensidade de fluorescência de células PRMI 8226 por citômetro de fluxo (BD, Biosciences Accuri C6, EUA). Os blots de proteína foram detectados usando o sistema de detecção ECL (Tanon, 5200 Multi, China).

Preparação de PEG-CdTe-DOX

DOX foi absorvido em PEG-CdTe QDs via interação eletrostática de forma eficiente. Resumidamente, 100 μl de PEG-CdTe (1 mg / ml) e 100 μl de DOX (1 mg / ml) foram misturados em 800 μl de água destilada sob agitação de 100 rpm por 24 h a 37 ° C no escuro. PEG-CdTe-DOX foi recolhido e centrifugado durante 30 min (4 ° C, 30.000 rpm). PEG-CdTe-DOX foi misturado e centrifugado duas vezes no supramencionado. Os DOX que não reagiram foram testados por cromatografia líquida de alto desempenho (HPLC) [19]. A eficiência de encapsulação (EE) e a carga de droga (DL) foram calculadas da seguinte forma:
$$ \ mathrm {DL} =\ frac {\ mathrm {Peso} \ \ mathrm {de} \ \ mathrm {the} \ \ mathrm {drug} \ \ mathrm {in} \ \ mathrm {NPs}} {\ mathrm {Peso} \ \ mathrm {of} \ \ mathrm {the} \ \ mathrm {NPs}} \ times 100 \% $$$$ \ mathrm {EE} =\ frac {\ mathrm {Peso} \ \ mathrm {of } \ \ mathrm {the} \ \ mathrm {drug} \ \ mathrm {in} \ \ mathrm {NPs}} {\ mathrm {Initial} \ \ mathrm {weight} \ \ mathrm {of} \ \ mathrm {the} \ \ mathrm {drug}} \ times 100 \% $$
A morfologia de PEG-CdTe QDs foi caracterizada por TEM. Os diâmetros hidrodinâmicos de PEG-CdTe e PEG-CdTe-DOX foram medidos por difusão dinâmica de luz (DLS) no PBS. Resumidamente, 20 ml de PEG-CdTe-DOX (DOX, 1 mg / ml) foram transferidos em bolsas de diálise (peso molecular de corte de 3500 Da), que foram então imersas em 180 ml de PBS em pH 5,0, 6,0,7,4 ou 8,0, sob rotação constante (a 100 rpm) a 37 ° C. Em seguida, 0,1 ml de PBS foi coletado a cada 2 h e substituído por um volume equivalente de PBS. A concentração de DOX foi quantificada por espectrofotometria a 450 nm, e a liberação cumulativa de DOX do PEG-CdTe foi plotada de acordo com a razão de liberação ao longo do tempo.

Microscopia de fluorescência confocal

A entrada de DOX nas células PRMI 8226 (linha de mieloma múltiplo) foi confirmada visualmente sob microscopia confocal. As células PRMI 8226 foram tratadas com PEG-CdTe, DOX ou PEG-CdTe-DOX por 4 h. Em seguida, as células PRMI 8226 foram coletadas, centrifugadas e suspensas em 70 μl de PBS. Em seguida, as células foram transferidas para lâminas de vidro. Após 4 ′, 6-diamidino-2-fenilindol (DAPI) por 10 min, as imagens de fluorescência confocal foram obtidas com um microscópio invertido confocal. O comprimento de onda de emissão de DAPI e DOX foram 450 e 585 nm, respectivamente.

Cultura de células

As linhas celulares PRMI 8226 (células de mieloma múltiplo) e 293 t (células de rim embrionário humano) foram adquiridas no Shanghai Institute of Cells (Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China). As células PRMI 8226 foram cultivadas em meio Roswell Park Memorial Institute (RPMI) -1640 suplementado com 10% de FBS, células 293 t foram cultivadas em meio de Eagle modificado por Dulbecco (DMEM), suplemento de meio com 10% de FBS e 100 U / ml de penicilina e estreptomicina 100 μg / ml a 37 ° C em uma atmosfera umidificada com 5% de dióxido de carbono (CO ₂ )

Ensaio de viabilidade celular

A viabilidade celular foi avaliada pelo ensaio CCK-8. Em primeiro lugar, as células PRMI 8226 foram semeadas em placas de 96 poços, cada uma contendo 100 μl de 2 × 10 ⁴ células e tratadas com solução salina tampão de fosfato (PBS) (o grupo de controle), PEG-CdTe, DOX ou PEG-CdTe-DOX. A concentração de DOX foi de 1,76 μg / ml após incubação por 24, 48 ou 72 h a 37 ° C em uma atmosfera umidificada com 5% de CO2. Células 293 t foram semeadas em placas de 96 poços, cada uma contendo 100 μl de 8 × 10 ⁴ células e tratadas com PEG-CdTe (0, 0,4, 0,8, 1,6, 3,2, 6,4, 12,8, 25,6 ou 51,2 μg / ml) por 24 h. Em seguida, CCK-8 (10 μl) foi adicionado em placas de 96 poços e incubado por mais 3 h. Viabilidades celulares (%) de células PRMI 8226 e 293 t foram calculadas como (1 - OD _tratamento / OD _controle ) × 100.

Captação celular

A captação celular foi medida quantitativamente por citometria de fluxo (FCM) para determinar se a concentração de DOX intracelular aumenta em células tratadas com PEG-CdTe-DOX (Fig. 3). Resumidamente, células PRMI 8226 foram cultivadas com PEG-CdTe, DOX ou PEG-CdTe-DOX em placas de 24 poços e incubadas por 24 h. As células foram centrifugadas e lavadas duas vezes a 1000 rmp durante 5 min. O precipitado foi disperso em 200 μl de PBS e analisado por FCM. A anto-fluorescência de DOX é vermelha, e a intensidade relativa de fluorescência (FI) foi calculada como FI _{células tratadas} / FI _{Células PEG-CdTe} .

Teste de estudo de apoptose celular

As células PRMI 8226 foram semeadas em placas de 24 poços a uma densidade de 3 × 10 ⁵ células. Após incubação com PBS, PEG-CdTe, DOX ou PEG-CdTe-DOX por 24 h, essas células foram reunidas por centrifugação a 1000 rpm e foram lavadas três vezes com PBS. Células em grupos diferentes foram marcadas com Anexina V-FITC (5 μl) em tampão de ligação (100 μl) por 15 min, seguido pela adição de 5 μl de PI por 5 min e no quarto escuro. A taxa de apoptose celular foi medida por FCM.

Western Blotting

As células PRMI8226 foram colhidas após diferentes tratamentos (PBS, PEG-CdTe, DOX ou PEG-CdTe-DOX) e submetidas a western blotting. As proteínas totais foram coletadas de todos os grupos e a concentração de proteína foi detectada pelo método de Braford. As proteínas totais (40 μg) foram fracionadas por tamanho por eletroforese em gel de poliacrilamida com dodecilsulfato de sódio a 10% (SDS / PAGE) e transferidas para membranas de difluoreto de polivinilideno. Em seguida, leite desnatado a 5% foi usado como agente bloqueador por 1 h em temperatura ambiente. O Western blotting foi realizado usando anticorpos monoclonais:β-actina (controle interno), Bax, Bcl2, Caspase-3. Os blots de proteína foram detectados usando o sistema de detecção de ECL e a banda de proteína foi quantificada por Image J.

Análise estatística

Todos os valores foram dados como média ± desvio padrão. Diferenças entre dois grupos analisados por Student ’ t teste. Valores de P <0,05 foram considerados estatisticamente significativos. Todos os experimentos foram realizados três repetições no mínimo.

Resultados

Caracterização de PEG-CdTe-DOX

PEG-CdTe e PEG-CdTe-DOX exibiram uma estrutura cristalina e bem dispersos em PBS, conforme detectado por TEM (Fig. 2a, b). As distribuições de tamanho das nanopartículas de PEG-CdTe e PEG-CdTe-DOX foram determinadas por espalhamento dinâmico de luz (DLS) (Fig. 2c). O DL e EE de DOX em PEG-CdTe-DOX foram determinados por HPLC (Fig. 2e). A liberação de DOX foi maximizada em pH 5,0 e 6,0, pois cerca de 92,5% e 88% do DOX carregado foi liberado no PBS em 24 h, e as taxas de liberação foram mais lentas em pH 7,4 e 8,0, o que sugeriu um padrão de liberação disparado por pH (Fig. 2d). A capacidade de liberação de DOX sensível ao pH é eficaz porque um ambiente ácido é formado no microambiente tumoral, no qual DOX é rapidamente liberado do complexo PEG-CdTe-DOX. Os diâmetros hidrodinâmicos médios são 8,20 e 78,31 nm, respectivamente; o EE e DL são 77,20% ± 1,12% e 42,12% ± 0,98%, respectivamente; os potenciais Zeta de PEG-CdTe e PEG-CdTe-DOX são - 20,12 ± 2,45 e - 10,50 ± 1,26 mV, respectivamente. Essas descobertas indicam o carregamento favorável de DOX em PEG-CdTe e a síntese bem-sucedida de PEG-CdTe-DOX. Assim, maior concentração de DOX no microambiente tumoral e menor concentração de DOX em tecidos normais podem ser alcançados.

Características de PEG-CdTe e PEG-CdTe-DOX. Observações: a , b Imagens TEM de PEG-CdTe e PEG-CdTe-DOX. c Análise DLS de PEG-CdTe e PEG-CdTe-DOX. e O sistema de entrega de drogas PEG-CdTe-DOX otimizado que sintetiza a partir de diferentes concentrações de incubação de DOX para PEG-CdTe. d DOX liberado de PEG-CdTe-DOX em PBS em pH 5,0, 6,0, 7,4 ou 8,0 a 37 ° C in vitro. f A viabilidade de células 293 t após tratamento com diferentes concentrações de PEG-CdTe

Imagens de fluorescência de microscópio confocal mostram que PEG-CdTe-DOX pode entregar DOX em células PRMI 8226. Além disso, a fluorescência vermelha marcadamente armazenada em células PRMI 8226, o grupo PEG-CdTe-DOX em comparação com o grupo DOX, indicando que PEG-CdTe pode fortalecer a captação celular de PEG-CdTe-DOX e a entrega intracelular por direcionamento às células RPMI 8226.

Captação celular e citotoxicidade de PEG-CdTe-DOX in vitro

Para determinar se o PEG-CdTe-DOX pode facilitar exclusivamente o acúmulo de DOX em células PRMI 8226, medimos o acúmulo de DOX por citometria de fluxo (FCM) da intensidade de fluorescência intracelular. A concentração intracelular de DOX em células PRMI8226 aumentou significativamente no grupo PEG-CdTe-DOX em comparação com o grupo DOX ( P <0,01, Fig. 4). A citotoxicidade de PEG-CdTe-DOX contra células PRMI 8226 está positivamente relacionada ao tempo de incubação, que também é maior do que no grupo DOX (72 h, Fig. 4). A viabilidade celular após a incubação por 24, 48 e 72 h foi examinada usando o kit de contagem de células-8 (CCK-8), e as taxas de inibição correspondentes de PEG-CdTe-DOX foram 58%, 70% e 85%, respectivamente . Os resultados sugeriram que a viabilidade das células PRMI8226 no grupo PEG-CdTe-DOX diminuiu significativamente em comparação com o grupo DOX ( P <0,05). Além disso, nenhuma diferença significativa na viabilidade celular foi observada entre o grupo controle e o grupo PEG-CdTe. Não há diferença significativa na viabilidade celular de células 397 t com PBS e PEG-CdTe (a concentração de PEG-CdTe é a mesma que no experimento RPMI 8226). Esses achados são consistentes com as concentrações intracelulares de DOX (Figs. 3 e 4) e indicam que o PEG-CdTe ajuda na entrega direcionada sem interferir nos efeitos terapêuticos. Assim, a apoptose de células PRMI 8226 aumentou notavelmente, indicando que PEG-CdTe-DOX poderia ser usado como um sistema de distribuição de drogas.

Imagens de microscopia de fluorescência de células PRMI 8226 após receberem PEG-CdTe, DOX ou PEG-CdTe-DOX. Observações: a , d PEG-CdTe; b , e DOX; c , f PEG-CdTe-DOX. A fluorescência vermelha indica PEG-CdTe-DOX por setas (barra de escala:50 μm, × 400; comprimentos de onda de emissão de DAPI e DOX foram 450 e 585 nm, respectivamente)

Intensidade de fluorescência média em PRMI8226 por citometria de fluxo e inibição do crescimento de células PRMI8266 com diferentes tratamentos. Observações: a PEG-CdTe; b DOX; c PEG-CdTe-DOX; d a intensidade de fluorescência de DOX e PEG-CdTe-DOX em comparação com PEG-CdTe (** P <0,01). e Análise de CCK-8 de células PRMI 8226 tratadas com PBS (controle), PEG-CdTe, DOX e PEG-CdTe-DOX em 24, 48 e 72 h (* P <0,05)

Apoptose de células PRMI8226

As taxas de apoptose total de células PRMI8226 medidas por FCM foram 4,78%, 6,95%, 34,07% e 66,5% no controle, grupos PEG-CdTe, DOX e PEG-CdTe-DOX, respectivamente (Fig. 5). A taxa de apoptose no grupo PEG-CdTe-DOX aumentou significativamente em comparação com o grupo DOX ( P <0,01). No entanto, as taxas de apoptose não foram significativamente diferentes entre o grupo controle e o grupo PEG-CdTe, sugerindo que o PEG-CdTe era seguro e poderia aumentar notavelmente a eficácia da DOX.

Taxas de apoptose de células PRMI 8226 com diferentes tratamentos. Observações: a PBS; b PEG-CdTe; c DOX; d PEG-CdTe-DOX. e As taxas de apoptose comparativas de células PRMI8226 em diferentes grupos foram mostradas no gráfico de barras (** P <0,01 quando comparado ao controle; ^## P <0,01 quando comparado com DOX)

Western Blotting

O Western blotting foi realizado para medir os níveis de expressão das proteínas associadas à apoptose Bax, Caspase-3 e Bcl-1 (Fig. 6). Bax e Caspase-3 foram gradualmente regulados positivamente em ambos os grupos DOX e PEG-CdTe-DOX. Em contraste, a expressão de Bcl2 mudou ao contrário. No grupo PEG-CdTe-DOX, Bax e Caspase-3 foram fortemente expressos em comparação com o grupo DOX ( P <0,05), enquanto a expressão de Bcl2 foi a mais baixa. Esses achados confirmam que a atividade antitumoral do PEG-CdTe-DOX é a mais eficaz entre as demais.

Expressão proteica de genes associados à apoptose em células PRMI 8226 com diferentes tratamentos. Observações: a PBS; b PEG-CdTe; c DOX; d PEG-CdTe-DOX (* P <0,05)

Discussão

A principal causa do fracasso da quimioterapia tumoral é a intolerância dos pacientes. O regime de PAD compreendendo Bortezomibe, DOX e dexametasona é a terapia de primeira linha para mieloma múltiplo [9]. DOX desempenha um papel importante no tratamento do mieloma múltiplo. O DOX inibe a proliferação e induz a apoptose das células tumorais ao interromper o DNA [20]. No entanto, drogas citotóxicas como DOX induzem vários efeitos adversos em tecidos e órgãos normais, especialmente cardiotoxicidade [21]. O mieloma é diagnosticado com mais frequência entre pessoas com idade entre 65 e 74 anos [22], e pacientes mais velhos com mieloma múltiplo freqüentemente sofrem de disfunção orgânica e não podem receber quimioterapia em altas doses para melhorar os resultados. A tolerância é uma garantia para o tratamento continuado do mieloma múltiplo e, portanto, restringe o uso clínico de DOX. Portanto, vários pacientes com EMM não têm chance de receber um tratamento eficaz por causa da falha em suportar a quimioterapia de altas doses. Assim, é urgente o desenvolvimento de métodos que possam reduzir os efeitos adversos e potencializar os efeitos terapêuticos. Neste trabalho, desenvolvemos um sistema de entrega carregado com DOX usando nanopartículas de PEG-CdTe, que eram capazes de concentrar drogas seletivamente em tecidos tumorais através da circulação sistêmica.

Nosso estudo revelou que nanopartículas de PEG-CdTe poderiam carregar DOX com DL e EE altas (Fig. 2e), o que é consistente com outros estudos [12, 13]. Além disso, as nanopartículas de PEG-CdTe com diâmetro de 8,2 nm (<10 nm) podem ser rapidamente metabolizadas pelo sistema urinário [23], e as nanopartículas de PEG-CdTe-DOX com tamanho de 78,31 nm (<200 nm) prolongam a circulação sanguínea tempo e reduziu ou mesmo evitou a opsonização e absorção do plasma no sistema reticuloendotelial [23]. Como um carreador de nanopartículas, as drogas foram liberadas de PEG-CdTe em um padrão disparado e controlado por pH e prolongou o período de circulação, o que foi importante para um sistema prático de entrega de drogas para prevenir resposta imune indesejada e reações teciduais contra o carreador da droga [24]. O microambiente tumoral estava sob pH mais baixo em comparação com os tecidos normais por causa do estado de hipóxia [25] e, portanto, liberou mais DOX. A concentração do fármaco no microambiente ácido (tecidos tumorais) e, portanto, a eficácia dos quimioterápicos pode ser melhorada [26]. Conseqüentemente, a droga foi massivamente liberada ao redor das células tumorais, enquanto a droga permaneceu principalmente no portador no ambiente fisiológico normal e foi menos liberada para os tecidos normais. Experimentos intracelulares também confirmaram que mais DOX foi entregue às células PRMI 8226. Portanto, a eficácia quimioterápica foi melhorada e os efeitos adversos em tecidos normais foram induzidos.

Os experimentos in vitro mostraram de forma consistente que o PEG-CdTe-DOX direcionou as células tumorais e aumentou o acúmulo de droga nessas células (Fig. 3). Da mesma forma, a inibição da proliferação e apoptose de células PRMI 8226 foram aumentadas por PEG-CdTe-DOX em comparação com DOX sozinho na mesma concentração (Fig. 4). Portanto, uma DOX mais baixa foi necessária para atingir a mesma eficiência quimioterápica. Além disso, a inibição da proliferação celular RPMI 8226 e a indução de apoptose podem ser aumentadas por PEG-CdTe-DOX, que é a principal forma pela qual as drogas matam as células de mieloma (Fig. 5). Além disso, não foi encontrada diferença significativa entre o grupo PEG-CdTe e o grupo controle, o que confirmou que o PEG-CdTe não tinha atividade terapêutica in vitro. O que deve ser observado é que nossos resultados indicam a alta segurança e baixa citotoxicidade do PEG-CdTe em baixa concentração, o que é consistente com outros estudos [12, 27]. No entanto, a taxa de apoptose de células PMIR 8226 avaliadas por FCM no grupo PEG-CdTe-DOX é obviamente maior do que no grupo DOX ( P <0,01). Assim, o PEG-CdTe pode atenuar significativamente os efeitos colaterais do DOX ao entregar as drogas às células tumorais.

As três principais vias de apoptose foram consideradas:a via mitocondrial, a via do retículo endoplasmático e a via do receptor de morte. Na via mitocondrial, fatores apoptogênicos (por exemplo, citocromo C) são primeiro liberados da mitocôndria para o citosol e, em seguida, iniciam a apoptose desta via induzida pela via da caspase [28]. A família Bcl2 consiste em proteínas pró-apoptóticas (Bax, Bad e Bak) e proteínas anti-apotóticas (Bcl-xl e Bcl2) [29]. O Bax pode migrar do citosol para a membrana mitocondrial quando estimulado por sinais de apoptose, que é o ápice dos mecanismos celulares de “vida ou morte”. Bcl2 e Bax são um par de regulações gênicas positivas e negativas, já que Bax induz apoptose enquanto Bcl2 a inibe [30]. A caspase-3 pode não apenas promover a apoptose, embora sobreviva seja o inibidor mais forte da apoptose, mas também promove a proliferação celular, que pode ativar diretamente a caspase-3 e a caspase-7, bloqueando assim a apoptose [31, 32]. A caspase-3, um carrasco da família das caspases, também pode clivar e inativar a poli-adp-ribose polimerase quando iniciada [12]. No presente estudo, as expressões de proteínas apoptóticas relacionadas foram detectadas para explorar o mecanismo molecular como o PEG-CdTe-DOX aumentou a atividade antitumoral. Verificou-se que o PEG-CdTe-DOX pode aumentar os efeitos citotóxicos nas células tumorais ao induzir a apoptose por meio da via apoptótica mediada pela caspase.

Conclusões

Fabricamos o PEG-CdTe-DOX para tratamento de EMM com alto EE e DL. Este sistema pode fornecer DOX para células RPMI 8226 de uma forma direcionada, aumentando assim os efeitos terapêuticos e diminuindo os efeitos colaterais da DOX. O direcionamento do CdTe modificado com PEG pode aumentar a eficácia quimioterápica e reduzir o efeito colateral, o que pode abrir caminho para um melhor tratamento do câncer.

Abreviações

DAPI:: 4 ′, 6-diamidino-2-fenilindol
DL:: Carregamento de drogas
DOX:: Doxorrubicina
EE:: Eficiência de encapsulamento
EMM:: Mieloma múltiplo extramedular
FCM:: Citometria de fluxo
HPLC:: Cromatografia líquida de alta performance
MM:: Mieloma múltiplo
PBS:: Solução salina tampão de fosfato
PEG-CdTe-DOX:: Pontos quânticos de telureto de cádmio modificado com polietilenoglicol
SDS / PAGE:: Eletroforese em gel de poliacrilamida de dodecil sulfato de sódio
TEM:: Microscopia eletrônica de transmissão

Superrede energética de Al / Ni como um microprodutor de plasma com desempenhos excelentes Desempenho de detecção de gás de alto metanol de microesferas Sm2O3 / ZnO / SmFeO3 sintetizadas por meio de um método hidrotérmico

Nanomateriais

Materiais Poliméricos

biológico

Corante

Especiarias