Gerichte chemotherapie: Aptamer-gefunctionaliseerde mesoporese silice nanodeeltjes leveren doxorubicijn direct aan leukemie cellen

Samenvatting

Hoe chemotherapeutische geneesmiddelen efficiënt en selectief naar tumorecellen te leveren om therapeutische effectiviteit te verbeteren, blijft een lastig probleem. We construeren hier een efficiënt cel-targeting geneesmiddel-afgifte systeem (Sgc8-MSN/Dox) gebaseerd op aptamer-gemodificeerde mesoporese silice nanodeeltjes dat vertrouwt op de tumor-targeting capaciteit van de aptamer Sgc8 om doxorubicijn (Dox) op een gerichte manier naar leukemie cellen te leveren, wat therapeutische effectiviteit verbetert en toxiciteit vermindert. In dit werk toonde Sgc8-MSN/Dox een continue Dox-afgifte, en ze targetten en doodden efficiënt CCRF-CEM humane acute T-lymfoïde leukemie cellen, wat potentieel suggereert als kankertherapie.

Inleiding

Acute lymfoblastische leukemie (ALL) is een heterogene maligne tumor die de menselijke gezondheid ernstig bedreigt. Jaarlijks worden ongeveer 6000 gevallen van acute lymfoblastische leukemie gediagnosticeerd in de VS, vooral bij kinderen en adolescenten. ALL is de meest voorkomende kanker bij kinderen en de meest voorkomende oorzaak van kankeroverlijden voor de leeftijd van 20 jaar.

Chemoradiotherapie en beenmerg hematopoietische stamceltransplantatie zijn standaardbehandelingen voor ALL. Radiotherapie geassocieerd met substantiële systemische bijwerkingen en de optimale blootstellingsplaatsen zijn onduidelijk. Beenmerg hematopoietische stamceltransplantatie is vaak niet haalbaar vanwege kosten, patiëntleeftijd, en gebrek aan donorerbeenmerg. Chemotherapie kan effectief zijn bij het elimineren van distantie foci en daarbij recidief voorkomen, maar slechts een fractie van de meeste antitumorale geneesmiddelen bereikt tumoren via de circulatie. Dit resulteert in lage geneesmiddel-biobeschikbaarheid en slechte selectiviteit voor ziekte cellen over normale cellen, wat het risico op ernstige bijwerkingen en medicamentenresistentie verhoogt.

Nano-geneesmiddel-afgifte systemen kunnen veel meer effectieve en gerichte afgifte van antitumorale geneesmiddelen bieden dan de geneesmiddelen op zichzelf, inclusief geneesmiddel-vrijgave getriggerd door de specifieke omstandigheden van de tumor-micro-omgeving. Onder dergelijke systemen hebben mesoporese silice nanodeeltjes (MSNs) aandacht getrokken vanwege hun grote, aanpasbare oppervlakte; hun aanpasbare porievolume, capabel van het dragen van verschillende hoeveelheden en typen geneesmiddelen; en hun goede biocompatibiliteit. Oppervlaktemodificaties met functionele responsieve groepen laten de creatie van MSNs toe die hun geneesmiddel onder specifieke condities vrijgeven, terwijl modificaties met targetingsmoleculen de MSNs leiden om hun geneesmiddel selectief te leveren aan gewenste weefsels.

Eén type targetingsmolecuul compatibel met MSNs zijn aptamers, die enkelstrengs DNA of RNA zijn die fungeren als "chemische antilichamen" om specifiek en stevig aan targets te binden. Aptamers zijn kleiner en makkelijker te prepareren en modificeren dan monoclonale antilichamen, ze penetreren weefsel beter en tonen lagere toxiciteit en immunogeniciteit. Daarom worden aptamers breed gebruikt voor tumordetectie en gerichte chemotherapie. De SELEX-methode is gebruikt om een aptamer, Sgc8, te identificeren die specifiek bindt aan CEM humane acute T-lymfoïde leukemie cellen. Sgc8 herkent proteïne tyrosinekinaas-7 (PTK-7) op de CEM-celmembraan. Het toevoegen van Sgc8 aan chemotherapeutische geneesmiddelen en bepaalde nanomaterialen kan de targeting en doding van leukemie cellen verbeteren.

We hebben een Sgc8 aptamer-gemodificeerde fluorescente silice nanodeeltjes systeem (Sgc8-FSNPs) ontworpen voor het detecteren van leukemie cellen met hoge gevoeligheid en specificiteit, wat nuttig bleek niet alleen voor de diagnose van leukemie maar ook voor de gerichte afgifte van anti-leukemie geneesmiddelen. Gebaseerd op dit werk, in de huidige studie, encapsuleerden we doxorubicijn (Dox) in MSNs, die we versierden met Sgc8 (Fig. 1). De resulterende Sgc8-MSN/Dox toonde goede morfologie en grootte voor geneesmiddelafgifte, en de nanodeeltjes werden selectief opgenomen door leukemie cellen in cultuur, wat effectieve doding van tumorecellen tot gevolg had. Het doel van deze studie is om te proberen aan te tonen dat aptamer-gemodificeerde mesoporese silice nanodeeltjes niet alleen de diagnose van tumoren kunnen targetten, maar ook tumoren kunnen doden door geneesmiddelen te laden, zo om ideeën te leveren voor tumor-targeting theranostiek.

Experimentele materialen en methoden

Reagentia en materialen

Doxorubicijn hydrochloride (Dox) werd gekocht van Beijing Huafeng United Technology (Beijing, China). Analytische graad tetraethylorthosilicaat (TEOS) en 3-Triethoxysilylpropylamine (APTES) werden gekocht van Shanghai Chemical Reagent Factory I (Shanghai, China), en cetyl-trimethylammonium bromide (CTAB, 99% zuiverheid) van Shanghai Jizhi Biochemical Technology (Shanghai, China). Alle overige reagentia waren analytische graad. Carboxyl-gemodificeerde Sgc8 aptamer (5′-ATCTAACTGCCGCCGCGGGAAAATGTACGGTTAG(T)₁₀-COOH-3′) werd gesynthetiseerd door Shanghai Bioengineering (Shanghai, China).

Cellijnen

De volgende cellijnen werden gekocht van de Celbank van de Chinese Academie van Wetenschappen (Shanghai, China): de humane acute T-lymfoïde leukemie cellijn CCRF-CEM, de Ramos humane Burkitt lymfoom B-celijn, de L02 humane normale lever celijn, en de 293T humane embryonale nier celijn. Alle cellijnen werden gekweekt bij 37 °C onder 5% CO₂ in DMEM aangevuld met 10% fetale boviene serum (FBS, Hyclone) en penicilline-streptomycine (Gibco, Grand Island, NY, VS).

Bereiding van Sgc8-MSN/Dox

MSNs werden bereid zoals beschreven door 0,50 g CTAB op te lossen in 240 mL ultrazuiver water, 1,75 ml van 2 M NaOH oplossing toe te voegen, en te verwarmen bij 80 °C in een oliebad. Onder hevig roeren werd 2,50 mL TEOS langzaam druppelgewijs toegevoegd, en het mengsel werd continu 2 uur geroerd tot een wit neerslag verkregen werd. Vervolgens werd het mengsel gecentrifugeerd bij 10.000 rpm gedurende 10 min, het supernatant verwijderd, het neerslag driederland gewassen afwisselend met ultrazuiver water en absolute ethanol, en vervolgens het neerslag gedroogd in een vacuümoven bij 60 °C overnachten om MSNs te verkrijgen.

Sgc8-MSN/Dox werd verkregen door 0,2365 g MSNs in een drie-hals fles te mengen met 23,65 mL absolute ethanol, 710 µL APTES druppelgewijs toe te voegen, en 24 uur te refluxen. Het mengsel werd driederland gewassen afwisselend met methanol-HCl oplossing (4:1) en gedemineraliseerd water, en vervolgens gedroogd om MSNs-NH₂ te verkrijgen. Bij kamertemperatuur werd MSNs-NH2 materiaal in een 10-mL centrifugebuis gebracht en gedispergeerd in een geschikte hoeveelheid fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS), daarna werd Dox (5 mg/mL) druppelgewijs toegevoegd, en het mengsel werd 24 uur geroerd. Ten slotte werd carboxyl-gemodificeerde Sgc8 aptamer (100 nM/mL) toegevoegd, en het mengsel werd 1 uur geroerd, gecentrifugeerd, en met PBS gewassen tot het kleurloos werd, wat Sgc8-MSN/Dox opleverde.

Karakterisatie van Sgc8-MSN/Dox

Röntgendiffractiepatronen (XRD) van de nanodeeltjes werden gemeten door een XRD D4 diffractometer (Bruker Inc., Duitsland). N2 adsorptie-desorptie isothermen werden gemeten door specifieke oppervlakte en poriegrootte analyzer (TriStar 3000, GA Inc., VS). De BET oppervlaktes werden berekend vanuit de BET plot. De poriegrootteverdeling werd geschat van de adsorptietak van de isotherm door de BJH methode. Deeltjesgrootte en elektrostatisch potentieel werden gemeten met de Nano S dynamische lichtverstrooiing analyzer (Malvern Instruments, VK). Metingen werden driemaal genomen voor elk monster en gemiddeld. Deeltjesgrootte en morfologie werden ook beoordeeld door transmissie-elektronenmicroscopie (H-7650, Tokio, Japan) bij een elektronenbundel versnellingsvoltage van 100 kV. Tegelijkertijd werd de conjugatie van Sgc8 aptamer aan het MSN-oppervlak beoordeeld door FT-IR spectroscopie (Nicolet-5700, VS). Om de efficiëntie van aptamer-gemodificeerde MSN/Dox te detecteren, verzamelden we het wassupernataant in het proces van bereiding Sgc8-MSN/Dox en maatten de ultraviolette absorptiewaarde bij 260 nm, en vervolgens de standaardkurve methode gebruikend om de hoeveelheid ongebonden aptamer te bepalen. Dus de hoeveelheid modificatie van aptamer kan berekend worden door de hoeveelheid ongebonden van de totale toegevoegde hoeveelheid af te trekken.

Dox vrijgave van Sgc8-MSN/Dox

Vrijgave van Dox uit Sgc8-MSN/Dox werd in vitro gemeten als volgt. Sgc8-MSN/Dox (10 mg) werd opgelost in 10 mL buffer bij pH 5,0 of 7,4 bij 37 °C en geschud bij 100 rpm. Op vooraf bepaalde tijden werden monsters genomen, gecentrifugeerd bij 5000 rpm gedurende 10 min, en het supernatant geanalyseerd op Dox met behulp van spectrophotometrie zoals beschreven door Thermo Scientific Microplate Reader (81 Wyman Street, Waltham, VS) bij 482 nm.

Targeting capaciteit van Sgc8-MSN/Dox

CEM of Ramos cellen (3 × 10⁶) in PBS werden toegevoegd aan 15-mL centrifugebuizen en gemengd met Sgc8-MSN/Dox of MSN/Dox (aptamer concentratie, 200 nM). Buizen werden geïncubeerd bij 37 °C gedurende 20-30 min, en daarna werden cellen verzameld door centrifugatie, 3 keer gewassen met PBS, gefixeerd met 4% paraformaldehyd gedurende 30 min, en 3 keer gewassen met PBS. Cellen werden geïncubeerd voor 5 min met 1 mg/ml DAPI, 3 keer gewassen met PBS en gecentrifugeerd. De celpellet werd heropgelost in PBS en op objectglazen geplaatst voor analyse door fluorescente confocale microscopie (Nikon DS-Ri1; Tokio, Japan).

In afzonderlijke experimenten werden CEM en Ramos cellen (3 × 10⁵) in logaritmische groeifase heropgelost in een mengsel van 50 µL PBS, 45 µL bindingsbuffer [PBS aangevuld met 5 mM MgCl₂, 4,5 g/L glucose en 1 mg/ml bovine serumalbumine (BSA)], en 10 µL FBS [PBS aangevuld met 1 mg/ml bovine serumalbumine (BSA)] bevattende de aangegeven materialen bij een aptamer concentratie van 200 nM. Het mengsel werd in het donker geschud gedurende 30 min bij 4 °C. Cellen werden gewassen in wasbuffer, gecentrifugeerd bij 1000 rpm gedurende 5 min, daarna nog 3 keer gewassen. Ten slotte werden cellen heropgelost in 500 µL wasbuffer en geanalyseerd door stroomcytometrie (Beckman Coulter Epics X L; Beckman Coulter, Inc., Brea, CA, VS).

Cytotoxiciteit van MSNs

Cytotoxiciteit van MSNs zonder Dox of aptamer werd beoordeeld met de MTT-methode. CEM, Ramos, 293T, en L-02 cellen in logaritmische groeifase werden toegevoegd aan 96-put platen (1,5 × 10⁴/put). MSNs (100 µL) werden aan elke put toegevoegd, en de platen werden gekweekt in een 5% CO₂ incubator bij 37 °C gedurende 24 of 48 uur. MTT (20 µL) werd aan elke put toegevoegd, de platen werden geïncubeerd bij 37 °C voor nog 30 min, daarna werden de gecentrifugeerd bij 1500 rpm gedurende 10 min, en cultuursupernatanten verwijdert. DMSO (200 µL) werd aan elke put toegevoegd, de platen werden in het donker geschud gedurende 10 min, en vervolgens optische dichtheid (OD) bij 570 nm gemeten met een geautomatiseerde microplaatlezer. Elk monster werd getest met zes replicaten, en resultaten werden uitgedrukt als mean ± SD.

Celdoding door Sgc8-MSN/Dox

CEM, Ramos, 293T, en L-02 cellen in 96-put platen (1 × 10⁵ cellen per put) werden geïncubeerd gedurende 24 uur met vrije Dox, MSN/Dox, of Sgc8-MSN/Dox bij Dox-concentraties van 1, 5, 10, 15, of 20 µg/mL. Om verder te bevestigen dat Sgc8-MSN/Dox inderdaad gericht was om CEM cellen te doden via aptamer-receptor, incuberen we voldoende Sgc8 aptamer met CEM cellen gedurende 2 uur, daarna geïncubeerd met sgc8-MSN/Dox bij Dox-concentratie van 20 µg/ml gedurende 24 uur. Levensvatbaarheid vergeleken met de MTT-assay zoals beschreven in de "Cytotoxiciteit van MSNs" sectie.

Statistische analyse

Resultaten werden statistisch geanalyseerd met Student's t toets en eensidige variantieanalyse met de minst significante verschil toets. Alle analyses werden uitgevoerd met GraphPad Prism 6.02 (GraphPad Software, San Diego, CA, VS).

Resultaten en discussie

Karakterisatie van Sgc8-MSN/Dox

Röntgendiffractie data tonen aan dat de gesynthetiseerde nanodeeltjes een typische diffractiepiek van hexagonale mesoporen in het X-bereik hebben (Fig. 2a), wat de structuur van MSN bevestigt. Om de specifieke oppervlakte, poriegrootteverdeling, en mesoporese parameters van MSN verder te bestuderen, voerden we een stikstof adsorptie-desorptie test uit op MSN. De N2 adsorptie-desorptie isothermen van MSN (Fig. 2b) vertonen een type IV isotherm karakteristiek, wat mesoporese eigenschappen aangeeft. De oppervlakte berekend door BET-model is 1389 m²/g. BJH-kurve toont aan dat de poriegrootteverdeling van de deeltjes smal is (Fig. 2b, inset). De poriegrootte is 5,23 nm, en het porievolume is 2,51 cm³/g. De grote specifieke oppervlakte en porievolume en rijke mesoporen maken het mogelijk om een sterkere geneesmiddelladingscapaciteit te hebben en het potentieel te hebben om een uitstekende geneesmiddeldrager te zijn. Elektronenmicroscopie toonde Sgc8-MSN/Dox te hebben met goede disperseerbaarheid en uniforme grootte, met sferische of elliptische vorm (Fig. 3a). De gemiddelde zeta-potentiaal van MSN/Dox in PBS was -26,53 mV, wat daalde tot -33,87 mV in Sgc8-MSN/Dox (Fig. 3b), wat de negatieve lading op de Sgc8 aptamer weerspiegelt. Poriekanaalen op het oppervlak van het mesoporese silicium werden waargenomen. In PBS toonde MSN/Dox een gemiddelde hydratatie deeltjesgrootte van 98,35 nm, wat steeg tot 103,24 nm na het koppelen van de Sgc8 aptamer om Sgc8-MSN/Dox te maken (Fig. 3 c, d). Om de succesvolle conjugatie van Sgc8-MSN/Dox verder te bevestigen, werd FT-IR spectroscopie-analyse uitgevoerd. Het infraroodspectrum wordt getoond in Fig. 3 e. Pieken van 3400 cm⁻¹, 1100 cm⁻¹, en 500 cm⁻¹ zijn karakteristieke pieken van silice. De piek rond 2400 cm⁻¹ is de piek van CTAB template agent. De piek rond 1600 cm⁻¹ is NH₂ piek. De piek die rond 1700 cm⁻¹ verschijnt wordt beschouwd als de C=O rekken karakteristieke piek van clusterbasis van Dox geladen in MSNs. De nieuwe piek bij 1650 cm⁻¹ is te wijten aan de Schiff-base (–C=N–) gegenereerd door de reactie van Sgc8 met NH2-MSN/Dox. Deze bewijzen bewijzen dat Sgc8-MSN/Dox geneesmiddelafgiftesysteem met succes is bereid. Om de efficiëntie van aptamer-gemodificeerde Sgc8-MSN/Dox te detecteren, gebruikten we een ultravioletspectrofotometer om de absorptiedichtheid (OD) van aptamer bij 260 nm te meten, en berekenden de aptamer-modificatie-naar-nanodeeltje efficiëntie gebaseerd op de verandering in OD-waarde voor en na aptamer-modificatie aan het oppervlak van het nanodeeltje. De ultraviolette absorptie (UV-Vis) spectras van aptamer oplossing en supernatant worden getoond in Fig. 3e. Volgens de berekening was de hoeveelheid Sgc8 aptamer-modificatie aan Sgc8-MSN/Dox ongeveer 6,87 nmol mg^–1 Sgc8-MSN/Dox.

Dox vrijgave van Sgc8-MSN/Dox In Vitro

MSN/Dox en Sgc8-MSN/Dox gaven hun geneesmiddellading langzaam vrij bij pH 7,4: niet meer dan 50% van het geneesmiddel werd vrijgegeven binnen 96 uur (Fig. 4). Dit geeft aan dat MSNs langzame geneesmiddel-vrijgave gedurende 96 uur kunnen ondersteunen, waarschijnlijk omdat het geneesmiddel zich verspreidt door de interne kanalen van het mesoporese silicium. Vrijgave was veel sneller bij pH 5,0, met vrijgavesnelheden bereikend 60% bij 48 uur en >80% bij 96 uur. Dox-vrijgavekurven waren vrijwel identiek voor Sgc8-MSN/Dox en MSN/Dox, wat suggereert dat aptamer-ligatie de nanodeeltjesstructuur niet beïnvloedt. De grotere vrijgave bij zure pH is nuttig omdat tumorcellen in een zwak zure omgeving zijn en Sgc8-gecoate nanodeeltjes geïternaliseerd worden in endosomen. Onze resultaten steunen het idee dat mesoporese silicium geneesmiddel-vrijgave in zuure omgeving kan versnellen.

Targeting van leukemie cellen door Sgc8-MSN/Dox In Vitro

We onderzochten nanodeeltjes-opname door CEM T-lymfoïde leukemie cellen als doelcellen en Ramos B-lymfoom cellen als niet-doelcellen. Gebaseerd op stroomcytometrie, internaliseerden niet-doelcellen MSN/Dox in een vergelijkbare mate als Sgc8-MSN/Dox, terwijl doelcellen de aptamer-gecoate nanodeeltjes in veel grotere mate internaliseerden dan MSN/Dox (Fig. 5a). Consistent met deze resultaten, toonde fluorescente confocale microscopie sterke Dox-fluorescentie (rood) binnen CEM cellen blootgesteld aan Sgc8-MSN/Dox, maar niet binnen Ramos cellen op dezelfde manier behandeld (Fig. 5b). Deze resultaten weerspiegelen de vastgestelde capaciteit van Sgc8 aptamer om leukemie cellen te targetten. Sgc8 herkent PTK-7 op het oppervlak van CEM cellen, wat nanodeeltjes naar het oppervlak rekruteert en hun opname efficiënter maakt. Onze resultaten suggereren dat Sgc8-MSN/Dox PTK-7-exprimerende kankercellen op primaire en secundaire plaatsen of in circulatie kan targetten, wat het nuttig maakt voor het controleren van metastasering. Het kan mogelijk zijn om onze MSN-benadering uit te breiden naar andere aptamers met andere targetingspecificiteiten.

Cytotoxiciteit van MSNs

Gegeven het belang van biosafety voor nano-geneesmiddelafgiftesystemen, onderzochten we eerst de toxiciteit van lege MSNs tegen CEM, Ramos, 293T, en L-02 cellen. Levensvatbaarheid van alle cellijnen bleef boven 90% zelfs na 48-uurs incubatie met tot 100 µg/mL MSNs (Fig. 6). Dit suggereert dat MSNs vrijwel verwaarloosbare cytotoxiciteit vertonen.

Vervolgens onderzochten we de capaciteit van Sgc8-MSN/Dox om doel tumorecellen (CEM cellen) en niet-doel cellen (Ramos, 293T, en L-02 cellen) te doden. De cellen werden geïncubeerd met verschillende concentraties van vrije Dox, MSN/Dox, of Sgc8-MSN/Dox gedurende 24 uur, en daarna werd levensvatbaarheid beoordeeld met de MTT-assay. Tegen doel CEM cellen toonde vrije Dox iets grotere toxiciteit dan de twee MSN-formuleringen, terwijl Sgc8-MSN/Dox significant toxicer was dan MSN/Dox bij dezelfde geneesmiddelconcentratie (Fig. 7). Tegen Ramos, 293T, en L-02 cellen toonde vrije Dox significant grotere toxiciteit dan de MSN-formuleringen, die vergelijkbare toxiciteit vertoonden met of zonder Sgc8. Om verder te bevestigen dat Sgc8-MSN/Dox inderdaad gericht was om CEM cellen te doden via aptamer-receptor PTK-7, incuberen we voldoende Sgc8 aptamer met CEM cellen gedurende 2 uur om de bindingsplaats te blokkeren en daarna gecoïncubeerd met de Sgc8-MSN/Dox. De MTT-assay toonde aan dat vrije aptamer geen toxiciteit had voor CEM cellen, en na voldoende Sgc8 aptamer de bindingsplaats geblokkeerd had, toonde Sgc8-MSN/Dox significant minder toxiciteit dan de vrije Sgc8-MSN/Dox groep (Fig. 7e). Deze resultaten benadrukken de capaciteit van de aptamer om geneesmiddelafgifte te targetten en de doding van doelcellen te verbeteren. Zulke targeting kan helpen de opname van geneesmiddel door niet-doelcellen te verminderen alsook het gebruik van lagere doses te permitteren; beide effecten kunnen het risico op toxische bijwerkingen verminderen.

Aptamers kunnen gebruikt worden als leidende moleculen voor de afgifte van geneesmiddelen en diverse macromoleculen of nanodragers naar tumorecellen, soms kan aptamer ook als therapeutisch werken. Bijvoorbeeld, AS1411 aptamer kan specifiek binden aan nucleoline, en nucleoline wordt geëxprimeerd in en op het oppervlak van tumorecellen betrokken bij celdifferentiatie, overleving, inflammatie, angiogenese, en tumorontwikkeling. AS1411 aptamer kan groeiremming van xenotransplantatiemodellen (nierkanker, longkanker, MX1 borstkanker, en pancreaskanker) induceren door te binden met nucleoline. Bovendien werden AS1411 aptamer-gefunctionaliseerde, doxorubicijn-geladen liposomen (Apt-Dox-Lip) getest op borstkanker, en de resultaten toonden groot toepassingspotentieel. Aptamers zijn succesvol geweest in een breed bereik van klinische proeven vanwege hun uitstekende eigenschappen. De eerste aptamer werd goedgekeurd door de FDA in 2005, sindsdien hebben steeds meer aptamers klinische proeven bereikt. Aptamers werden toegepast op anti-tumor klinische proeven, inclusief prostaatkanker, longkanker, acute myeloïde leukemie, enz. Het is geen twijfel dat deze aptamer-gerelateerde klinische proeven een nieuwe hoop geven om de conventionele therapie-stijl te veranderen.

In recente jaren zijn aptamers gecombineerd met verschillende nanomaterialen voor gerichte therapie van tumoren. Het kan gezien worden dat aptamers buitengewone moleculaire herkenning en targeting capaciteiten hebben. Echter, er zijn nog steeds sommige problemen die niet genegeerd kunnen worden in de ontwikkeling van toepassing van aptamers, zoals of nucleasen de stabiliteit van aptamers in vivo beïnvloeden, of de aptamers van kleine moleculaire stoffen het lichaam binnenkomen en gemakkelijk snel verwijderd worden door het niersysteem, en of de daadwerkelijke targeting prestaties in vivo haalbaar is. Om het volledige potentieel van aptamer-gebaseerde getargete nanomaterialen te benutten, blijven meer in vivo testen en klinisch relevante experimenten de focus van huidig onderzoek. Tegelijkertijd is theranostiek van tumoren een belangrijke richting voor toekomstige ontwikkeling, en het ontwerp en de bereiding van meer multifunctionele biologische functionele materialen zijn ongetwijfeld de ontwikkelings trend.

Conclusie

We hebben een aptamer-gemodificeerd MSN afgifte systeem geconstrueerd dat efficiënt leukemie cellen kan targeten en Dox-opname bevordert. Deze targeting, gekoppeld met de capaciteit van MSNs om geneesmiddel-lading langzaam en preferentieel onder zuure condities vrij te geven, kan helpen het afgifte systeem te laten accumuleren op tumorplaatsen en de cellen continu te doden. Het kan mogelijk zijn om bijna elk type tumorcellen te targetten met deze MSN-benadering door geschikte aptamers te selecteren. Maar het kan niet genegeerd worden dat Sgc8-MSN/Dox ook de bovengenoemde problemen kan hebben, en de in vivo stabiliteit en targeting nog steeds verder studie nodig heeft. In de volgende stap zullen we het vorige onderzoek combineren om het geneesmiddelafgiftesysteem te laden met zowel diagnostische reagentia als geneesmiddelen, wat het de theranostische functie geeft van gerichte diagnose en gerichte behandeling.

Afkortingen

MSN:

Mesoporese silice nanodeeltjes

Dox:

Doxorubicijn

Sgc8-MSN/Dox:

Aptamer-gemodificeerde mesoporese silice geneesmiddelafgiftesysteem

PTK-7:

Proteïne tyrosinekinaas-7

TEOS:

Tetraethylorthosilicaat

APTES:

3-Triethoxysilylpropylamine

CTAB:

Cetyl-trimethylammonium bromide

CEM:

CCRF-CEM cellen

PBS:

Fosfaatgebufferde zoutoplossing