چکیده
یک سیستم انتقال نیوزومی جدید طراحی شده و به منظور انتقال هدفمند دائونوروبیسین (DNR) علیه لوسمی میلوئیدی حاد (AML) مورد بررسی قرار گرفت. آنتی بادی ضد CD123 کونژوگه شده به Mal-PEG2000-DSPE با استفاده از روش post insertion داخل نیوزوم نرمال وارد شد تا نیوزوم همراه شده با آنتی بادی (CD123-NS) بدست آید. سپس نیوزوم با غلظت های مختلف آنتی بادی (5/0 یا 2 درصد، آنتی بادی/span 80 نسبت مولار) تعدیل گردید که L-CD123-NS و H-CD123-NS بدست آمد. ما تاثیر غلظت آنتی بادی بر کارایی برداشت نیوزوم در سلول های NB4 و THP-1 را مورد بررسی قرار دادیم که بیان CD123 متفاوتی دارند. نتایج ما بیانگر این بود که CD123-NS در سلول های AML، کارایی برداشت بیشتری نسبت به NS نشان می دهد و کارایی برداشت وابسته به غلظت لیگاند می باشد. همچنین سلول های AML که از قبل با آنتی بادی ضد CD123 انکوبه شده بودند، کاهش قابل توجهی در برداشت سلولی CD123-NS نسبت به کنترل نشان می دادند. مطالعه بیشتر در مورد مکانیسم برداشت، فرآیند داخل سولی وابسته به گیرنده را تایید کرد. H-CD123-NS لود شده با دائونوروبیسین در مقایسه با NS لود شده با این دارو در سلول های NB4 و THp-1، به ترتیب 45/2 و 22/3 برابر سمیت سلولی بیشتری نشان می داد. در موش های مبتلا به لوسمی که با DNR-H-CD123-NS درمان شده زمان بقا اقرایش یافته بود. در مجموع، این یافته ها از قابلیت امیدوارکننده استفاده از CD123-NS به عنوان یک سیستم انتقال جدید برای درمان AML حمایت می کند.
مقدمه
لوسمی میلوئیدی حاد (AML)، اختلال کلونال هتروژنوس سلول های مولد هموپویتیک است (Estey & Dohner, 2006)، که با تشخیص سالانه بیش از 13000 مورد در ایالات متحده، یکی از معمول ترین لوسمی های میلوئیدی در افراد بالغ می باشد (Society, 2013; Cheng et al., 2014). براساس آمار انجمن سرطان آمریکا، 19950 مورد جدید AML در سال 2016 گزارش شده است که 33 درصد آن مربوط به همه سرطان ها و 75 درصد همه لوسمی های حاد می باشد که 10430 نفر بر اثر آن جان خود را از دست خواهند داد (Siegel et al., 2016). درمان استاندارد القایی برای AML از سال 1970، شیمی درمانی با ترکیب آنتراسیکلین مانند دائونوروبیسین (DNR) یا ایداروبیسین و سیتارابین می باشد (Bob Lowenberg et al., 2003; Stone et al., 2004; Tallman et al., 2005). هر چند تنها 6/26 درصد از بیماران AML طی 5 سال از سال 2006 تا 2012 زنده ماندند (Instiute, 2016) و بیماران بیش از 60 سال، به دلیل مقاومت یا عود مجدد AML بهبودی10 درصد یا کمتر با بقای 5 ساله دارند (Tallman & Stein, 2012). اخیراً شواهد افزاینده ای نشان می دهد که سلول های بنیادی لوسمیایی (LSCs) منجر به میزان بالایی از شکست در درمان می شود (Tettamanti et al., 2014). LSCs تنها سلول های AML هستند که قابلیت بازیابی دارند. در حالی که مولدهای با قابلیت تکثیر بالا و بلاست های لوسمیایی پایانی را تولید می کند (Jin et al., 2009). LSC ها اکثراً در فاز G0 چرخه سلولی باقی می مانند که احتمالاٌ دلیل نرخ پایین ماندگاری طولانی مدت و عود بالا و مقاوت دارویی AML نیز همین مسئله می باشد (Misaghian et al., 2009; Becker & Jordan, 2011; Konopleva & Jordan, 2011; Zhou & Chng, 2014). بنابراین، توسعه روش های درمانی جدیدی که به صورت انتخابی سلول های AML و LSC را هدف گیری می کنند، در حالی که از سلول های مولد یا بنیادی هماتوپویتیک نرمال چشم پوشی می کنند، از اهمیت زیادی برای درمان AML برخوردار است.
ABSTRACT
A novel niosomal delivery system was designed and investigated for the targeted delivery of daunorubicin (DNR) against acute myeloid leukemia (AML). Anti-CD123 antibodies conjugated to Mal-PEG2000-DSPE were incorporated into normal niosomes (NS) via a post insertion method to afford antibody-modified niosomes (CD123-NS). Next, NS was modified with varying densities of antibody (0.5 or 2%, antibody/Span 80, molar ratio), thus providing L-CD123-NS and H-CD123-NS. We studied the effect of antibody density on the uptake efficiency of niosomes in NB4 and THP-1 cells, on which CD123 express differently. Our results demonstrate CD123-NS showed significantly higher uptake efficiency than NS in AML cells, and the uptake efficiency of CD123-NS has been ligand densitydependent. Also, AML cells preincubated with anti-CD123 antibody showed significantly reduced cellular uptake of CD123-NS compared to control. Further study on the uptake mechanism confirmed a receptor-mediated endocytic process. Daunorubicin (DNR)-loaded H-CD123-NS demonstrated a 2.45- and 3.22-fold higher cytotoxicity, compared to DNR-loaded NS in NB4 and THP-1 cells, respectively. Prolonged survival time were observed in leukemic mice treated with DNR-H-CD123-NS. Collectively, these findings support that the CD123-NS represent a promising delivery system for the treatment of AML.
Introduction
Acute myeloid leukemia (AML), a heterogeneous clonal disorder of hemopoietic progenitor cells (Estey & Dohner, € 2006), has been one of the most common myeloid leukemia in adults with over 13,000 individuals diagnosed each year in the United States (Society, 2013; Cheng et al., 2014). According to American Cancer Society statistics, 19,950 new cases of AML were reported in 2016, which accounted for 33% of all leukemia and 75% of all acute leukemia, and 10,430 people would die of the disease (Siegel et al., 2016). Standard induction treatment for AML has been chemotherapy with combinations of anthracycline, such as daunorubicin (DNR) or idarubicin and cytarabine since 1970 s (Bob Lowenberg et al., € 2003; Stone et al., 2004; Tallman et al., 2005). However, only 26.6% of AML patients survived for over 5 years from 2006 to 2012 (Institute, 2016), and patients over age 60 have a poor prognosis with 10% or less 5-year survival (Tallman & Stein, 2012) mainly due to the persistence or relapse of AML. Recently, increasing evidence supported that leukemic stem cells (LSCs) account for the high rate of therapeutic failure (Tettamanti et al., 2014). LSCs are the only AML cells that are capable of self-renewal while generating rapidly proliferating progenitors and terminal leukemic blasts (Jin et al., 2009). LSCs mostly remain in G0 phase of the cell cycle, and are probably the reason for low rates of long-term remission, high relapse and multidrug resistance for AML (Misaghian et al., 2009; Becker & Jordan, 2011; Konopleva & Jordan, 2011; Zhou & Chng, 2014). Hence, the development of new therapies that selectively target AML cells and LSCs, while sparing the normal counterpart of hematopoietic stem/ progenitor cells (HSPCs), is of great significance for AML treatment.
چکیده
مقدمه
مواد و روش ها
مواد و حیوانات
رده سلولی
آماده سازی ناقل
آماده سازی نیوزوم
آماده سازی نیوزوم کونژوگه با آنتی بادی ضد CD123 (CD123-NS)
تعیین مشخصات نیوزوم ها
اندازه گیری اندازه و پتانسیل زتا
کارایی انکپسوله کردن دارو (EE%)
مطالعه آزاد سازی یا رهش در In vitro
آنالیز سطوح سلولی CD123
مطالعه برداشت سلولی در شرایط آزمایشگاهی in vitro
آنالیز فلوسایتومتری
آنالیز میکروسکوپ های کانونی
مطالعه سمیت سلولی در شرایط آزمایشگاهی in vitro
بررسی بقا در محیط زنده in vivo
آنالیز های آماری
بحث و نتیجه گیری
آماده سازی و تعیین مشخصات وزیکول ها
آزاد سازی دارو در محیط غیر زنده
بیان CD123 در سلول های AML
هدف گیری اختصاصی CD123 و برداشت CD123-NS
آزمایشات رقابتی
سمیت سلولی در نیوزوم های لود شده با DNR
بررسی بقا در محیط زنده in vivo
نتیجه گیری
ABSTRACT
Introduction
Materials and methods
Materials and animals
Cell lines
Vehicle preparation
Preparation of niosomes(NS)
Preparation of anti-CD123 antibody-conjugated niosomes(CD123-NS)
Niosomes characterization
Size and zeta potential measurements
Drug encapsulation efficiency (EE%)
In vitro release study
Analyzing CD123 cellular levels
In vitro cellular uptake study
Flow cytometry analysis
Confocal microscopy analysis
In vitro cytoxicity study
In vivo survival experiment
Statistical analysis
Results and discussion
Preparation and characterization of the vesicles
In vitro drug release
CD123 expression on AML cells
CD123-specific targeting and uptake of CD123-NS
Competition experiments
Cytotoxicity of DNR-loaded niosomes
In vivo survival experiment
Conclusion