یک درمان ترکیبی حساس به محرک جهت رفع مقاومت دارویی ایجاد شده در اثر غیر فعال شدن p53
چکیده
مقاومت دارویی یک مانع بزرگ در درمان سرطان است، که باعث ترغیب به ایجاد راهبردهای درمانی موثر می شود. تخریب p53 بواسطه MDM2، برای اولین بار به عنوان یک عامل قطعی در ایجاد مقاومت دوکسوروبیسین (DOX) در اسفروئیدهای تومور HepG2 شناخته شد، که می تواند بطور موثری با مهارکننده MDM2 یعنی MI-773 معکوس شده و درنهایت باعث بهبود تاثیرات ضد سرطانی آن شود. بنابراین یک ترکیب لیپوزومی حساس به pH از DOX و MI-773 (LipD/M@CMCS) به منظور بازیابی مقاومت DOX بواسطه p53 در کارسینوم سلول های کبدی ایجاد شد. LipD/M@CMCS از لیپوزوم های کاتیونی پوشش یافته با کربوکسی متیل کیتوزان (pI=6.8) تشکیل شده است، و در شرایط فیزیولوژیک (pH 6.5) پایدار می باشد، اما در ریزمحیط های اسیدی تومور (pH 6.5) با سرعت شدیدی به لیپوزوم های کاتیونی تبدیل شده و باعث شفافیت تومور و تقویت جذب سلولی می شود. نشان دادیم که LipD/M@CMCS نه تنها باعث آپوپتوز سلولی در اسفروئیدهای تومور HepG2 می شود، بلکه با کمترین عوارض ناخوشایندی بطور قابل ملاحظه ای باعث مهار رشد تومور می شود. بطور خلاصه، تنظیم انتخابی MDM2 در سلول های سرطانی یک راهبرد امیدوارکننده جهت غلبه بر مقاومت DOX می باشد، و می تواند نگرشی نسبت به مدیریت تومورهای بدخیم ارائه دهد.
1. مقدمه
کارسینوم سلول های کبدی (HCC) یکی از شایع ترین تومورهای بدخیم است که وقوع آن نیز در سطح جهانی رو به افزایش است (1). اگرچه روش های درمانی متعددی جهت مدیریت HCC ارائه شده است، اما شیمی درمانی هنوز بهترین انتخاب برای بیشتر بیماران است. دوکسوروبیسین (DOX)، به عنوان عمل شیمی درمانی خط مقدم، دارای تاثیرات ضد توموری موثری بر روی HCC بوده و بقای بیمار را بطور قابل ملاحظه ای افزایش می دهد. هرچند ویژگی های ضدسرطانی آن به دلیل ظهور مقاومت دارویی به هنگام درمان، محدود می شود (3،4). بنابراین، شناسایی سازوکار مقاومت دارویی در تومور می تواند باعث ارائه یک راهبرد دقیق برای ایجاد روش های درمانی موثر جهت مقابله با مقاومت درمانی شود.
4. نتیجه گیری
در این مقاله، متوجه شدیم که اسفروئید تومور HepG2 در طول درمان با DOX با کاهش p53 سریعا باعث ایجاد مقاومت دارویی می شود، که برای اولین بار این موضوع را میتوان با درمان مشترک بوسیله مهارکنندگان MDM2 و Mi-773 حل کرد. سپس یک ترکیب لیپوزومی حساس به pH از DOX و MI-773 (LipD/M@CMCS) برای غلبه بر مقاومت DOX تولید کردیم. LipD/M@CMCS در ریزمحیط های اسیدی تومور به لیپوزوم های کاتیونی تبدیل می شود، که باعث شفافیت تومور و تقویت جذب سلولی می شود. مطالعات داخلی ضد تومور نشان می دهد که LipD/M@CMCS در مقایسه با DOX آزاد و MI-773 و LipD@CMCS باعث تقویت اثربخشی درمانی شده و به مقاومت دارویی غلبه کرده و مسمومیت سیستمی را کاهش می دهد. با توجه به این نتایج امیدوارکننده، درمان ترکیبی محرک پذیر توسط DOX و MI-773 یک راهبرد قدرتمند برای مدیریت تومورهای بدخیم است.
Abstract
Drug resistance is a major hindrance in the anticancer treatment, which encourages the development of effective therapeutic strategies. For the first time, MDM2-mediated p53 degradation was identified as a critical factor for developing acquired resistance of doxorubicin (DOX) in HepG2 tumor spheroids, which could be effectively reversed by MDM2 inhibitor MI-773, thereby improving anticancer effects. Therefore, a pH-sensitive liposomal formulation of DOX and MI-773 (LipD/M@CMCS) were developed for recovering p53-mediated DOX resistance in hepatocellular carcinoma. LipD/M@CMCS were composed of cationic liposomes covered with carboxymethyl chitosan (pI = 6.8), and were stable in the physiological condition (pH 7.4), but rapidly converted to cationic liposomes in tumor acidic microenvironment (pH 6.5), endowing them with tumor specificity and enhanced cellular uptake. We showed that LipD/M@CMCS could not only effectively induce cell apoptosis in HepG2 tumor spheroids, but significantly inhibit tumor growth with minimal adverse effects. In summary, selective regulation of MDM2 in cancer cells is a promising strategy to overcome DOX resistance, and may provide a perspective on the management of malignant tumors.
1. Introduction
Hepatocellular carcinoma (HCC) is one of the most common malignancies, and its incidence appears rapidly increasing worldwide [1]. Although various treatments have been applied in the management of HCC [2], chemotherapy still remains the top therapeutic choice for most patients. Particularly, doxorubicin (DOX), as the first-line chemotherapeutic agent, shows effective antitumor effects on HCC, and significantly prolongs patient survival. However, its anticancer efficacy is limited due to the frequent emergence of drug resistance during the treatment [3,4]. Therefore, identifying the mechanism of drug resistance developed in tumor may provide a precise strategy for developing effective treatments aimed to fight the therapeutic resistance.
4. Conclusion
In this work, we have identified that HepG2 tumor spheroids rapidly develop acquired drug resistance during DOX treatment by down-regulating p53, which could be recovered by co-treatment with MDM2 inhibitor MI-773, for the first time. We therefore developed a pH-sensitive liposomal formulation of DOX and MI-773 (LipD/M@CMCS) for overcoming acquired DOX resistance. LipD/M@CMCS converted to cationic liposomes in acidic tumor microenvironment, thereby endowing them with tumor specificity and improved cellular uptake. Particularly, in vivo antitumor studies showed that LipD/M@CMCS improved therapeutic efficacy, overcomed drug resistance and reduced systemic toxicity, in comparison of free DOX with MI-773 and LipD@CMCS. Given these encouraging results, stimuli responsive combination therapy of DOX and MI-773 represents a potent therapeutic strategy for the management of malignant tumors.
چکیده
1. مقدمه
2. مواد و روش ها
2.1. مواد و ابزار
2.2. کشت سلول و ترکیب اسفروئید تومور 3D
2.3. توصیف اسفروئیدهای تومور 3D با استفاده از SEM
2.4. سنجش رنگ آمیزی زنده/مرده اسفروئیدهای تومور 3D
2.5. سنجش زیست پذیری سلولی سلولهای 2D و اسفروئیدهای تومور 3D با استفاده از سنجش MTT
2.6. سنجش زیست پذیری سلولی سلولهای 2D و اسفروئیدهای تومور 3D با استفاده از فلوسیتومتری
2.7. جذب DOX در سلولهای 2D و اسفروئیدهای تومور 3D
2.8. ارزیابی چرخه سلولی
2.9. تجزیه و تحلیل لکه وسترن
2.10. آماده سازی و توصیف LipD/M@CMCS
2.11. آزادسازی دارو از LipD/M@CMCS
2.12. جذب LipD/M@CMCS در سلولهای 2D در pH 6.5 و pH 7.4
2.13. توزیع بیولوژیکی داخل بدن
2.14 تاثیرات ضدتوموری LipD/M@CMCS در داخل بدن
2.15. تحلیل آماری
3. نتایج و بحث
3.1 تولید و توصیف اسفروئیدهای تومور 3D HepG2
3.2. ارزیابی حساسیت DOX در سلولهای 2D و اسفروئیدهای تومور 3D
3.3. جذب سلولی DOX در سلولهای 2D و اسفروئیدهای تومور 3D
3.4. توزیع چرخه سلولی در سلولهای 2D و اسفروئیدهای تومور 3D
3.5. بیان p53 در سلولهای 2D و اسفروئیدهای تومور 3D
3.6. درمان ترکیبی با مهارکننده MDM2 و DOX
3.7. آماده سازی و توصیف LipD/M@CMCS حساس به pH
3.8. تاثیرات ضدسرطانی LipD/M@CMCS درشرایط آزمایشگاهی
3.9. اثر ضدتومور LipD/M@CMCS در داخل بدن
4. نتیجه گیری
ABSTRACT
1. Introduction
2. Materials and methods
2.1. Materials and instrument
2.2. Cell culture and 3D tumor spheroids formation
2.3. Characterization of 3D tumor spheroids using SEM
2.4. Live/dead staining assay of 3D tumor spheroids
2.5. Cell viability assays for 2D cells and 3D tumor spheroids using MTT assay
2.6. Cell viability assays for 2D cells and 3D tumor spheroids using flow cytometry
2.7. The uptake of DOX in 2D cells and 3D tumor spheroids
2.8. Assessment of cell cycles
2.9. Western blot analysis
2.10. Preparation and characterization of LipD/M@CMCS
2.11. Drug release from LipD/M@CMCS
2.12. The uptake of LipD/M@CMCS in 2D cells at pH 6.5 and pH 7.4
2.13. In vivo biodistribution
2.14. In vivo antitumor effects of LipD/M@CMCS
2.15. Statistical analysis
3. Results and discussion
3.1. Generation and characterization of HepG2 3D tumor spheroids
3.2. Evaluation of DOX sensitivity in 2D cells and 3D tumor spheroids
3.3. Cellular uptake of DOX in 2D cells and 3D tumor spheroids
3.4. Cell cycle distribution in 2D cells and 3D tumor spheroids
3.5. The expression of p53 in 2D cells and 3D tumor spheroids
3.6. Combination treatment of MDM2 inhibitor and DOX
3.7. Preparation and characterization of pH-sensitive LipD/M@CMCS
3.8. Anticancer effects of LipD/M@CMCS in vitro
3.9. Antitumor efficacy of LipD/M@CMCS in vivo
4. Conclusion
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه