Adv Sci丨王雪峰/喻志强/梁培琴合作设计纳米粒子的技术,用于高效协同化疗和磁共振成像靶向卵巢癌治疗

学术   2024-09-18 16:31   河南  


iNature

卵巢癌(OC)的诊断和治疗仍是一个巨大的挑战,超过70%的患者在确诊时已是晚期,预后不佳。磁共振成像(MRI)在术前评估中显示出优于其他检查的结果,而基于顺铂的化疗是OC的一线治疗方法。然而,之前很少有研究将这两个迅速发展的领域结合在一起。

2024年9月17日,南方医科大学王雪峰、喻志强、梁培琴共同通讯在Advanced Science 在线发表题为Highly Efficient Synergistic Chemotherapy and Magnetic Resonance Imaging for Targeted Ovarian Cancer Therapy Using Hyaluronic Acid-Coated Coordination Polymer Nanoparticles的研究论文。该研究介绍了一种使用顺铂前药(Pt-COOH)、Fe3+和天然多酚(棉酚)构建纳米粒子(HA@PFG NPs)的技术,该纳米粒子具有稳定的结构、可控的药物释放行为和高药物负载能力。

肿瘤部位的酸性pH值有利于HA@PFG NPs中Fe3+、Pt-COOH和棉酚的释放。消耗GSH的Pt-COOH和具有促凋亡作用的顺铂化疗加上棉酚显示出杀死肿瘤细胞的协同作用。此外,肿瘤部位释放的Fe3+促进铁死亡,使OC能够通过MRI成像。在患者来源的肿瘤异种移植(PDX)模型中,HA@PFG NPs减轻了肿瘤活动。RNA测序分析表明,HA@PFG NPs主要通过IL-6信号通路改善OC症状。这项工作将MRI成像与基于顺铂的化疗相结合,为OC诊断和协同治疗带来了巨大的希望。

卵巢癌(OC)是一种隐匿性疾病,预后极差,70%以上的OC病例确诊时已属晚期,5年总生存率(OS)不足30%。高死亡率和相对较低的生存率主要是由于缺乏早期诊断和有效治疗干预的方法。早期发现和诊断OC可以显著改善患者的预后。超声、CT和MRI通常用于OC的术前诊断。在这些成像技术中,MRI是目前最有力的诊断工具之一,具有高空间分辨率和软组织对比度,被广泛应用于诊断,特别是鉴别诊断和术前治疗选择。钆基造影剂在临床MRI中应用广泛。然而,钆基造影剂与肾功能不全患者的肾源性系统性纤维化有关。因此,开发新型造影剂是非常迫切的需求。Fe3+不仅是生物体必需的元素,而且是一种顺磁性物质,因此可以用MRI非侵入性地测量,这使得Fe3+成为一种很有前途的安全造影剂。
以顺铂为基础的化疗是卵巢癌的一线治疗方案。各种形式的顺铂纳米药物已被广泛研究。然而,它们的应用始终受到其较低的Pt负载能力的限制,这增加了顺铂的剂量并引起肾毒性等副作用。金属基纳米粒子(NPs)的出现为解决这一问题提供了新的机会。通过过渡金属离子和化疗药物之间的配位键连接的金属基NPs已成为纳米医学领域的研究热点。通过配位键形成的无载体NPs具有高载药量、方便的药物比例调节和对肿瘤微环境的良好响应性。近年来,该类纳米粒子由于其优异的物理化学性质,在生物成像、药物递送和表面涂层等领域引起了广泛的关注,为抑制肿瘤生长提供了一种更好的方法。关于顺铂前药和金属多酚纳米粒子结合的研究很少。
HA@PFG NPs的合成过程和用于MRI成像和化疗的HA@PFG NPs示意图(图源自Advanced Science
棉酚是从棉花植物中提取的一种天然化合物,它对凋亡相关蛋白(如Bcl-2、Bcl-xL和Mcl-1)具有很强的结合亲和力,从而发挥抗肿瘤作用。此外,棉酚的对称结构为金属和其他酚类结构提供了配位位点。这些特性使其成为顺铂协同化疗的良好候选药物。
基于上述需求,作者开发了一种基于棉酚、Pt-COOH(顺式、顺式、反式-Pt-(NH3)2Cl2(OOCCH2CH2COOH)2)和Fe3+之间形成的金属配位键的复合纳米载体(方案1)。用透明质酸(HA)包覆后,HA@PFG NPs在体外和体内均表现出特异性靶向行为、强穿透性、可控药物释放特性和良好的对比成像能力。从机制上看,以顺铂为基础的化疗、Fe3+介导的铁死亡以及氧化还原失衡在抗肿瘤过程中起着重要作用,这些特性表明HA@PFG NPs是一种集诊断和肿瘤靶向治疗于一体的优良纳米载体,具有良好的临床应用潜力。

参考消息:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202309464

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