Medizinische Forscher verwenden oft serumalbumin (SA) als Medikament-Träger zu liefern, zytotoxischen Wirkstoffen, um Tumoren während der biomedical drug-delivery-durch passive targeting-Ansätze. Zur Verbesserung der targeting-Kapazität für SA ein team von Wissenschaftlern vor kurzem einen Ansatz entwickelt, um retain-SA-Wirkstoff-Konjugate in Tumoren durch die Kombination von passiven und aktiven targeting-Mechanismen. In der neuen Studie, Koichi Sasaki und Kollegen in der Pritzker School of Molecular Engineering an der Universität von Chicago, USA, rekombinant fusioniert SA mit einem Kollagen-bindende Domäne (CBD) der von-Willebrand-Faktor-protein. Der Ansatz erlaubt die Bindung innerhalb der tumor-stroma nach drug release, aufgrund von tumor-Gefäß-Durchlässigkeit. Die Arbeit ist jetzt veröffentlicht auf Wissenschaft Fortschritte.

Das research-team dann konjugierten doxorubicin (Dox; eine Anti-Krebs-Medikament), um die CBD-SA-Konjugat mit Hilfe einer pH-sensitiven linker. Die Dox-CBD-SA-Behandlung signifikant unterdrückt tumor Wachstum im Vergleich zu Dox-SA und aldoxorubicin Behandlung in einem Maus-Modell von Brustkrebs. Insbesondere die neue compound—Dox-CBD-SA, effizient angeregt host anti-tumor-Immunität vollständig auszurotten etablierten Tumoren im Tiermodell von MC38 colon-Karzinom, wenn das Forscherteam kombinierte die Verbindung mit dem anti-PD1-checkpoint-inhibitor. Die Verbindung DOX-CBD-SA verringerten unerwünschten Nebenwirkungen im Vergleich zu aldoxorubicin, bestätigt die von biotechnologisch hergestellten CBD-SA als vielseitig, klinisch relevante Wirkstoff-Konjugat Träger-protein mit Potenzial für die Behandlung von soliden Tumoren.

Serum-albumin ist das häufigste protein im Blut und eine Reihe von kleinen Molekül-verbindungen können verschmolzen werden, konjugiert mit, oder co-formuliert mit SA für bessere drug-delivery-Krankheit Läsionen. Die außergewöhnlich lange plasma-Halbwertszeit und hydrophil (Wasser liebend, der Natur) der SA trugen zur Verbesserung der Pharmakokinetik, Sicherheit und Wirksamkeit des neuen Medikaments verbindungen. Vor allem, SA kann passiv Ziel Tumoren über pathologische Permeabilität der tumor Gefäßsystem, was vorteilhaft ist für die Krebstherapie. Molekulares engineering-Ansätze gewann an Bedeutung in der Krebsforschung zu kombinieren passive und aktive Ausrichtung während der tumor drug-delivery.

Sasaki und das team hatte vorher gezeigt, die gezielte Auslieferung von checkpoint-inhibitor (VPI) – Antikörper und Zytokin interleukin-2 (IL-2) mit einer Kollagen-bindende Domäne (CBD) bekannt als die A3 Domäne des von-Willebrand-Faktor (VWF). Die A3-Domäne des VWF hat die höchste Affinität zu Kollagen-Typen I und III Proteine. Dies ist, da Kollagen ist unnormal ausgedrückt und ausgesetzt, um den Blutstrom durch hyperpermeability der tumor Gefäßsystem, bilden ein viel versprechendes Ziel für Krebs-Medikament Lieferung. Die biotechnologisch hergestellten Formen in der vorhergehenden Studie zeigten eine deutlich stärkere anti-tumor-Wirkung im Vergleich zu Ihren unmodifizierten Formen in Mausmodellen von Krebs. Forscher hatten auch unterdrückt Behandlung-bedingten unerwünschten Ereignisse, durch die Fixierung CBD, um das Medikament während der tumor-targeting-Strategie. In der vorliegenden Arbeit, Sasaki et al. die Hypothese, dass CBD wäre ebenso kompatibel mit den SA-basierte drug-delivery-Träger zu konstruieren eines active serum albumin (SA) mit tumor-targeting-Potenzial.

Das Forscherteam konzentrierte sich auf die Doxorubicin – (Dox), ein klein-Molekül Anti-Krebs-Medikament zugelassen von der US Food and Drug Administration (FDA) für die Behandlung ein breites Spektrum von Krebs, wo das Molekül kann zu verinnerlichen, in proliferierenden Zellen durch passive transmembrane diffusion zu stören DNA-Funktionen und verursachen Zelltod. Jedoch, seine antitumor-Wirksamkeit ist nicht bemerkenswert aufgrund von erworbenen Resistenzen, Knochenmark-Unterdrückung und übermäßigen Entzündung bei Patienten Populationen, was zu einer schlechten therapeutischen index. Zur Verbesserung der Dox Wirksamkeit, Forscher kombinieren oft andere Chemotherapeutika, wie wirkten die Behandlung mit CPI (checkpoint-Inhibitoren) oder Dox-konjugiert mit SA für seine Freilassung, in der niedrige pH-Wert (angeblich pH 6,5) tumor-mikroumgebung in einem Maus-Modell.

In der vorliegenden Arbeit, Sasaki et al. entworfen mit einem rekombinanten Maus-SA durch Fusion der Kollagen-bindende Domäne des VWF-A3-Domäne (CBD-SA). Dann sind Sie konjugiert aldoxorubicin (Ableitung von Dox) zu CBD-SA mit Hilfe einer pH-abhängigen spaltbaren hydrazone link, vor der experimentellen Injektion als das „Dox-CBD-SA“ Therapeutikum. Das Forscherteam testete die ausgereifte CBD-SA als tumor-targeting-Medikament Trägers für eine verbesserte antitumor-Wirksamkeit, die mit Dox im tumor-mikroumgebung eines translational-Tier-Modell.

Die Wissenschaftler zum ersten mal synthetisiert, die das neue Medikament-Konjugate Ziel der tumor-mikroumgebung und untersucht die Bindung Potenzial von CBD-SA zu den rekombinanten Kollagen-protein in vitro zu zeigen, starke Bindungsaffinität zu Kollagen-Typen I und III. Sie kovalent konjugierten aldoxorubicin zu CBD-SA und durchgeführt SDS-Polyacrylamid-gel-Elektrophorese (SDS-PAGE) zu beobachten, die Monomere Struktur des gereinigten DOX-SA und DOX-CBD-SA-Moleküle. Sie untersuchten die release-Kinetik von Dox von Konjugaten unter unterschiedlichen pH-Bedingungen zu zeigen, maximale Freisetzung bei pH 5,0 und 6,5, im Einklang mit früheren berichten, die auf kleinen chemischen release-Kinetik in tumor-mikroumgebungen.

Verwendung von Zelle Kultur Studien, die das team festgestellt, die Anwesenheit von Dox in das Zytoplasma der MMTV-PyMT-Zellen (Maus-Mamma-tumor-virus, polyomavirus middle T antigen) nach 1 Stunde Inkubation. Nach 24 Stunden Inkubation mit Dox-Konjugate Sie stellten fest, das die Aufnahme der befreiten Droge durch den sauren pH-Wert in der intrazellulären Organellen der Krebs-Zell-Linie. Zelle Entwicklungsfähigkeit tests im Labor überprüft alle Formen von Dox in der Studie vergleichbare Zytotoxizität zu verursachen cancer cell death in vitro.

Inspiriert von im Labor Pharmakokinetik und tumor-Akkumulation Studien, die das Forscherteam testete die anti-tumor-Wirkung von Dox-CBD-SA in vivo im tumor-tragenden Mäusen. Für diese, Sie injizierten den MMTV-PyMT orthotope tumor-tragenden Mäuse mit einer einzelnen intravenösen Injektionen der verschiedenen Dox-Formen über die schwanzvene. Die arbeiten haben gezeigt, dass pre-Konjugation von Dox mit SA zur Verfügung gestellt einen höheren therapeutischen Effekt als die Konjugation von aldoxorubicin mit endogenen SA in situ. Wichtig ist, Dox-CBD-SA zeigte eine größere therapeutische Potenzial im Vergleich zu Dox-SA durch die Verlängerung der überlebensrate und Induktion tumor-remission in 2 von 12 Mäusen. Die Daten unterstützten die überlegenheit der Dox-Träger im Vergleich zu den unmodifizierten SA, relativ zu antitumor-Wirksamkeit.

Dox-auch induziert immunogene cell death (ICD) zu stimulieren, tumor-infiltrierende Lymphozyten (TIL), die Biomarker für eine günstige Prognose in mehreren Krebsarten. Sasaki et al. daher analysiert TILs nach der Behandlung mit dem neuen Medikament wird in der vorliegenden Arbeit aufgezeichnet und verbesserte filtration von Lymphozyten für die antitumor-Wirkung. Beobachteten die Forscher geringere Toxizität von Dox-CBD-SA im Vergleich zu aldoxorubicin aufgrund der langsamen Freisetzung unter physiologischen pH-Wert. Zum Beispiel, aldoxorubicin erhöht die plasma-Konzentration von inflammatorischen Zytokinen und verringerte die roten Blutkörperchen, weißen Blutkörperchen und der Hämoglobin-Konzentration. Im Gegensatz dazu, die negativen Auswirkungen von Dox-CBD-SA war mild. Die Arbeit vorgeschlagen, eine reduzierte Toxizität Spektrum während der Behandlung nach der vor-Konjugation von Dox mit CBD-SA.

Das Forscherteam untersucht, ob die Kombination von Dox-CBD-SA CPI (checkpoint-Inhibitoren) zeigte sich eine größere therapeutische Effekte im Vergleich zu aldoxorubicin Therapie mit CPI. HIERFÜR verwendeten Sie die MC38 colon-Karzinom-Modell, das immunogen, aber nicht heilbar mit Dox Monotherapie alleine. Sie stellten fest, die neue Drogen-induzierte immunogenem Zelltod synergistisch mit dem klinischen CPI zu erreichen, superior antitumor-Wirkung im Vergleich zu aldoxorubicin und eine klinische CPI.