Un système efficace d'administration de médicaments ciblant les cellules basé sur des nanoparticules de silice mésoporeuse modifiées par Aptamer

Introduction

La leucémie aiguë lymphoblastique (LAL) est une tumeur maligne hétérogène qui met gravement en danger la santé humaine [1,2,3]. Environ 6000 cas de leucémie aiguë lymphoblastique sont diagnostiqués chaque année aux États-Unis, en particulier chez les enfants et les adolescents. La LAL est le cancer le plus fréquent chez les enfants et la cause la plus fréquente de décès par cancer avant l'âge de 20 ans [4].

La radiochimiothérapie et la greffe de cellules souches hématopoïétiques de la moelle osseuse sont des traitements standard de la LAL. La radiothérapie est associée à des effets secondaires systémiques importants et les sites d'exposition optimaux ne sont pas clairs. La greffe de cellules souches hématopoïétiques de moelle osseuse est souvent impossible en raison du coût, de l'âge du patient et du manque de moelle du donneur. La chimiothérapie peut être efficace pour éliminer les foyers distants et ainsi prévenir les récidives, mais seule une fraction de la plupart des médicaments anti-tumoraux atteint les tumeurs via la circulation. Cela se traduit par une faible biodisponibilité des médicaments et une faible sélectivité des cellules malades par rapport aux cellules normales, ce qui augmente le risque d'effets indésirables graves et de résistance aux médicaments.

Les systèmes d'administration de nano-médicaments peuvent fournir une administration beaucoup plus efficace et ciblée de médicaments antitumoraux que les médicaments seuls, y compris la libération de médicaments déclenchée par les conditions spécifiques du microenvironnement tumoral [5, 6]. Parmi ces systèmes, les nanoparticules de silice mésoporeuses (MSN) ont attiré l'attention en raison de leur grande surface modifiable; leur volume de pores réglable, capable de transporter différentes quantités et types de médicaments ; et leur bonne biocompatibilité [7, 8]. Les modifications de surface avec des groupes de réponse fonctionnels permettent la création de MSN qui libèrent leur médicament dans des conditions spécifiques, tandis que les modifications avec des molécules de ciblage conduisent les MSN à délivrer leur médicament sélectivement au tissu souhaité [9, 10].

Un type de molécule de ciblage compatible avec les MSN sont les aptamères, qui sont de l'ADN ou de l'ARN simple brin qui agissent comme des « anticorps chimiques » pour se lier spécifiquement et étroitement aux cibles. Les aptamères sont plus petits et plus faciles à préparer et à modifier que les anticorps monoclonaux, ils pénètrent mieux dans les tissus et présentent une toxicité et une immunogénicité moindres. Par conséquent, les aptamères sont largement utilisés pour la détection des tumeurs et la chimiothérapie ciblée [11,12,13]. La méthode SELEX a été utilisée pour identifier un aptamère, Sgc8, qui se lie spécifiquement aux cellules de leucémie lymphocytaire T aiguë humaine CEM [14, 15]. Sgc8 reconnaît la protéine tyrosine kinase-7 (PTK-7) sur la membrane cellulaire CEM. L'ajout de Sgc8 aux médicaments chimiothérapeutiques et à certains nanomatériaux peut améliorer le ciblage et la destruction des cellules leucémiques [16, 17].

Nous avons conçu un système de nanoparticules de silice fluorescente modifiées par aptamère Sgc8 (Sgc8-FSNP) pour détecter les cellules leucémiques avec une sensibilité et une spécificité élevées, qui s'avèrent utiles non seulement pour le diagnostic de la leucémie, mais aussi pour l'administration ciblée de médicaments anti-leucémiques [18 ]. Sur la base de ce travail, dans la présente étude, nous avons encapsulé la doxorubicine (Dox) dans des MSN, que nous avons décorés avec Sgc8 (Fig. 1). Le Sgc8-MSN/Dox résultant a montré une bonne morphologie et une bonne taille pour l'administration de médicaments, et les nanoparticules ont été absorbées sélectivement par les cellules leucémiques en culture, conduisant à une destruction efficace des cellules tumorales. Le but de cette étude est d'essayer de révéler que les nanoparticules de silice mésoporeuse modifiées par des aptamères peuvent non seulement cibler le diagnostic des tumeurs, mais aussi tuer les tumeurs en chargeant des médicaments, afin de fournir des idées pour la théranostique ciblant les tumeurs.

Illustration schématique des nanoparticules de silice mésoporeuse modifiées par l'aptamère Sgc8 pour un système efficace d'administration de médicaments ciblant les cellules. Cellule CEM, cellules de leucémie lymphocytaire T aiguë humaine CCRF-CEM; Dox, doxorubicine; MSN, nanoparticule de silice modifiée; PTK-7, protéine tyrosine kinase-7

Matériaux et méthodes expérimentaux

Réactifs et matériaux

Le chlorhydrate de doxorubicine (Dox) a été acheté auprès de Beijing Huafeng United Technology (Pékin, Chine). Du tétraéthylorthosilicate de qualité analytique (TEOS) et de la 3-triéthoxysilylpropylamine (APTES) ont été achetés à Shanghai Chemical Reagent Factory I (Shanghai, Chine) et du bromure de cétyl-triméthylammonium (CTAB, pureté 99 %) à Shanghai Jizhi Biochemical Technology (Shanghai, Chine) . Tous les autres réactifs étaient de qualité analytique. Aptamère Sgc8 modifié par carboxyle (5′-ATCTAACTGCCGCCGCGGGAAAATGTACGGTTAG(T)₁₀ -COOH-3′)[16]a été synthétisé par Shanghai Bioengineering (Shanghai, Chine).

Lignes cellulaires

Les lignées cellulaires suivantes ont été achetées auprès de la Cell Bank of the Chinese Academy of Sciences (Shanghai, Chine) :la lignée cellulaire de leucémie lymphocytaire T aiguë humaine CCRF-CEM, la lignée cellulaire de lymphome B de Burkitt humain Ramos, la lignée cellulaire de foie normal humain L02 , et la lignée cellulaire de rein embryonnaire humain 293T. Toutes les lignées cellulaires ont été cultivées à 37 °C sous 5% de CO₂ dans du DMEM additionné de 10 % de sérum de veau fœtal (FBS, Hyclone) et de pénicilline-streptomycine (Gibco, Grand Island, NY, USA).

Préparation de Sgc8-MSN/Dox

Les MSN ont été préparés comme décrit [19] en dissolvant 0,50 g de CTAB dans 240 mL d'eau ultrapure, en ajoutant 1,75 ml de solution de NaOH 2 M et en chauffant à 80 °C dans un bain d'huile. Sous forte agitation, 2,50 mL de TEOS ont été ajoutés lentement goutte à goutte, et le mélange a été agité en continu pendant 2 h jusqu'à ce qu'un précipité blanc soit obtenu. Ensuite, le mélange a été centrifugé à 10 000 tr/min pendant 10 min, le surnageant a été éliminé, le précipité a été lavé trois fois en alternance avec de l'eau ultrapure et de l'éthanol anhydre, puis le précipité a été séché dans une étuve à vide à 60 ° C pendant une nuit pour obtenir des MSN.

Sgc8-MSN/Dox a été obtenu en mélangeant 0,2365 g de MSN dans un ballon à trois cols avec 23,65 mL d'éthanol absolu, en ajoutant goutte à goutte 710 μL d'APTES et en chauffant au reflux pendant 24  h. Le mélange a été lavé trois fois en alternance avec une solution de méthanol-HCl (4:1) et de l'eau déminéralisée, puis séché pour donner MSNs-NH₂ . À température ambiante, le matériau MSNs-NH2 a été placé dans un tube à centrifuger de 10 ml et dispersé dans une quantité appropriée de solution saline tamponnée au phosphate (PBS), puis du Dox (5 mg/mL) a été ajouté goutte à goutte, et le mélange a été agité pendant 24 h. Enfin, l'aptamère Sgc8 modifié par carboxyle (100 nM/mL) a été ajouté et le mélange a été agité pendant 1 h, centrifugé et lavé avec du PBS jusqu'à ce qu'il devienne incolore, donnant Sgc8-MSN/Dox.

Caractérisation de Sgc8-MSN/Dox

Les diagrammes de diffraction des rayons X (XRD) des nanoparticules ont été mesurés par un diffractomètre XRD D4 (Bruker Inc., Allemagne). Les isothermes d'adsorption-désorption de N2 ont été mesurées par un analyseur de surface spécifique et de taille de pores (TriStar 3000, GA Inc., USA). Les surfaces BET ont été calculées à partir du tracé BET. La distribution de la taille des pores a été estimée à partir de la branche d'adsorption de l'isotherme par la méthode BJH. La taille des particules et le potentiel électrostatique ont été mesurés à l'aide de l'analyseur de diffusion dynamique de la lumière Nano S (Malvern Instruments, Royaume-Uni). Les mesures ont été prises trois fois pour chaque échantillon et moyennées. La taille et la morphologie des particules ont également été évaluées par microscopie électronique à transmission (H-7650, Tokyo, Japon) à une tension d'accélération du faisceau d'électrons de 100 kV. Pendant ce temps, la conjugaison de l'aptamère Sgc8 à la surface MSN a été évaluée par spectroscopie FT-IR (Nicolet-5700, USA). Afin de détecter l'efficacité du MSN/Dox modifié par l'aptamère, nous avons collecté le surnageant de lavage dans le processus de préparation Sgc8-MSN/Dox et mesuré la valeur d'absorption ultraviolette à 260  nm, puis en utilisant la méthode de la courbe standard pour déterminer la quantité d'aptamère non lié. Ainsi, le montant de la modification de l'aptamère peut être calculé en soustrayant le montant du non lié du montant total ajouté.

Libération Dox de Sgc8-MSN/Dox

La libération de Dox de Sgc8-MSN/Dox a été mesurée in vitro comme suit. Sgc8-MSN/Dox (10 mg) a été dissous dans 10 mL de tampon à pH 5,0 ou 7,4 à 37 °C et secoué à 100 tr/min. À des moments prédéterminés, les échantillons ont été prélevés, centrifugés à 5 000 tr/min pendant 10 min et le surnageant a été dosé pour le Dox en utilisant la spectrophotométrie comme décrit par Thermo Scientific Microplate Reader (81 Wyman Street, Waltham, États-Unis) à 482 nm [9].

Capacité de ciblage de Sgc8-MSN/Dox

Cellules CEM ou Ramos (3 × 10 ⁶ ) dans du PBS ont été ajoutés à des tubes à centrifuger de 15 ml et mélangés avec Sgc8-MSN/Dox ou MSN/Dox (concentration en aptamères, 200  nM). Les tubes ont été incubés à 37 °C pendant 20 à 30 min, puis les cellules ont été collectées par centrifugation, lavées 3 fois avec du PBS, fixées avec du paraformaldéhyde à 4 % pendant 30 min et lavées 3 fois avec du PBS. Les cellules ont été incubées pendant 5 min avec 1 mg/ml de DAPI, lavées 3 fois avec du PBS et centrifugées. Le culot cellulaire a été remis en suspension dans du PBS et placé sur des lames pour analyse par microscopie confocale à fluorescence ((Nikon DS-Ri1; Tokyo, Japon).

Dans des expériences séparées, les cellules CEM et Ramos (3 × 10 ⁵ ) en phase de croissance logarithmique ont été remis en suspension dans un mélange de 50 μL de PBS, 45 μL de tampon de liaison [PBS additionné de 5 mM MgCl2, 4,5 g/L de glucose et 1 mg/ml d'albumine de sérum bovin (BSA)], et 10 μL de FBS [PBS additionné de 1 mg/ml d'albumine de sérum bovin (BSA)] contenant les matériaux indiqués à une concentration d'aptamère de 200  nM. Le mélange a été agité dans l'obscurité pendant 30 min à 4 °C. Les cellules ont été lavées dans un tampon de lavage, centrifugées à 1000 rpm pendant 5 min, puis lavées 3 fois de plus. Enfin, les cellules ont été remises en suspension dans 500 L de tampon de lavage et analysées par cytométrie en flux (Beckman Coulter Epics X L ; Beckman Coulter, Inc., Brea, CA, USA).

Cytotoxicité des MSN

La cytotoxicité des MSN sans Dox ou aptamère a été évaluée à l'aide de la méthode MTT. Des cellules CEM, Ramos, 293T et L-02 en phase de croissance logarithmique ont été ajoutées à des plaques à 96 puits (1,5 × 10 ⁴ /bien). Des MSN (100 μL) ont été ajoutés à chaque puits, et les plaques ont été cultivées dans un CO₂ à 5 % incubateur à 37 °C pendant 24 ou 48 h. Du MTT (20 μL) a été ajouté à chaque puits, les plaques ont été incubées à 37°C pendant 30 min supplémentaires, puis les plaques ont été centrifugées à 1500 rpm pendant 10 min, et les surnageants de culture ont été jetés. Du DMSO (200 L) a été ajouté à chaque puits, les plaques ont été secouées dans l'obscurité pendant 10 min, puis la densité optique (DO) à 570 nm a été mesurée à l'aide d'un lecteur de microplaques automatisé. Chaque échantillon a été testé avec six répétitions, et les résultats ont été exprimés en moyenne ± SD.

Meurtre de cellules par Sgc8-MSN/Dox

Cellules CEM, Ramos, 293T et L-02 dans des plaques à 96 puits (1 × 10 ⁵ cellules par puits) ont été incubés pendant 24 h avec du Dox, MSN/Dox ou Sgc8-MSN/Dox libre à des concentrations de Dox de 1, 5, 10, 15 ou 20 g/mL. Afin de confirmer davantage que Sgc8-MSN/Dox était bien ciblé pour tuer les cellules CEM via le récepteur d'aptamère, nous avons d'abord incubé suffisamment d'aptamère Sgc8 avec des cellules CEM pendant 2 h, puis incubé avec sgc8-MSN/Dox à une concentration de Dox de 20 g/ ml pendant 24 h. La viabilité a été comparée à l'aide du test MTT tel que décrit dans la section « Cytotoxicité des MSN ».

Analyse statistique

Les résultats ont été analysés statistiquement à l'aide du t de Student test et analyse unidirectionnelle de la variance avec le test de moindre différence de significativité. Toutes les analyses ont été effectuées avec GraphPad Prism 6.02 (GraphPad Software, San Diego, CA, USA).

Résultats et discussion

Caractérisation de Sgc8-MSN/Dox

Les données de diffraction des rayons X montrent que les nanoparticules synthétisées ont un pic de diffraction typique des mésopores hexagonaux dans la plage X (Fig. 2a), ce qui a confirmé la structure de MSN. Afin d'étudier plus avant la surface spécifique, la distribution de la taille des pores et les paramètres mésoporeux de MSN, nous avons effectué un test d'adsorption-désorption d'azote sur MSN. Les isothermes d'adsorption-désorption de N2 de MSN (Fig. 2b) présentent une caractéristique d'isotherme de type IV, indiquant des caractéristiques mésoporeuses. La superficie calculée par le modèle BET est de 1389 m ² /g. La courbe BJH montre que la distribution de la taille des pores des particules est étroite (Fig. 2b, encadré). La taille des pores est de 5,23  nm et le volume des pores est de 2,51 cm ³ /g. La grande surface spécifique et le volume des pores et les mésopores riches permettent d'avoir une capacité de chargement de médicament plus élevée et ont le potentiel d'être un excellent vecteur de médicament. La microscopie électronique a montré que Sgc8-MSN/Dox avait une bonne dispersibilité et une taille uniforme, avec une forme sphérique ou elliptique (Fig. 3a). Le potentiel zêta moyen de MSN/Dox dans le PBS était de -26,53 mV, qui a diminué à -33,87 mV dans Sgc8-MSN/Dox (Fig. 3b), reflétant la charge négative sur l'aptamère Sgc8 [20]. Des canaux de pores à la surface du silicium mésoporeux ont été observés. Dans PBS, MSN/Dox a montré une taille de particule d'hydratation moyenne de 98,35 nm, qui a augmenté à 103,24  nm après avoir lié l'aptamère Sgc8 pour fabriquer Sgc8-MSN/Dox (Fig. 3 c, d). Pour confirmer davantage la conjugaison réussie de Sgc8-MSN/Dox, une analyse par spectroscopie FT-IR a été effectuée. Le spectre infrarouge est représenté sur la figure 3 e. Pics de 3400 cm ⁻¹ , 1100 cm ⁻¹ , et 500 cm ⁻¹ sont des pics caractéristiques de silice. Le pic à environ 2400 cm ⁻¹ est le pic de l'agent modèle CTAB. Le pic à environ 1600 cm ⁻¹ est NH₂ Pic. Le pic apparaissant vers 1700 cm ⁻¹ est considéré comme le pic caractéristique d'étirement de la liaison C =0 de la base de cluster de Dox chargé dans les MSN. Le nouveau pic à 1650 cm ⁻¹ est due à la base de Schiff (–C=N–) générée par la réaction de Sgc8 avec NH2-MSN/Dox. Ces preuves prouvent que le système d'administration de médicaments Sgc8-MSN/Dox a été préparé avec succès. Afin de détecter l'efficacité de Sgc8-MSN/Dox modifié par l'aptamère, nous avons utilisé un spectrophotomètre ultraviolet pour mesurer la densité d'absorbance (DO) de l'aptamère à 260  nm, et calculé la modification de l'aptamère à l'efficacité des nanoparticules en fonction du changement de la valeur OD avant et après modification de l'aptamère à la surface de la nanoparticule. Les spectres d'absorption ultraviolette (UV-Vis) de la solution d'aptamère et du surnageant sont illustrés à la figure 3e. Selon le calcul, la quantité de modification de l'aptamère Sgc8 en Sgc8-MSN/Dox était d'environ 6,87  nmol mg ^–1 Sgc8-MSN/Dox.

un XRD et b isothermes de sorption d'azote de MSN; (en médaillon) Tracés de distribution du volume et de la taille des pores de MSN

Caractérisation des nanomatériaux. un Micrographie électronique de Sgc8-MSN/Dox. b Diagramme de potentiel des nanoparticules. Distribution granulométrique de c MSN/Dox et d Sgc8-MSN/Dox. e Spectres FT-IR des nanomatériaux :a MSN, b MSN/Dox, et c Sgc8-MSN/Dox. f Spectres UV-Vis de a Solution d'aptamère Sgc8, b surnageant de lavage en cours de préparation Sgc8-MSN/Dox

Libération Dox de Sgc8-MSN/Dox In Vitro

MSN/Dox et Sgc8-MSN/Dox ont libéré leur cargaison de médicament lentement à pH 7,4 :pas plus de 50 % du médicament a été libéré en 96 h (Fig. 4). Cela indique que les MSN peuvent supporter une libération lente du médicament pendant 96 h, probablement parce que le médicament se propage dans les canaux internes du silicium mésoporeux. La libération était beaucoup plus rapide à pH 5,0, avec des taux de libération atteignant 60 % à 48 h et> 80 % à 96 h. Les courbes de libération de Dox étaient presque identiques pour Sgc8-MSN/Dox et MSN/Dox, suggérant que la ligature des aptamères n'affecte pas la structure des nanoparticules. La libération plus importante à pH acide est utile car les cellules tumorales se trouvent dans un environnement faiblement acide et les nanoparticules recouvertes de Sgc8 sont internalisées dans les endosomes [15]. Nos résultats soutiennent l'idée que le silicium mésoporeux peut accélérer la libération de médicaments dans un environnement acide [21, 22].

Libération de doxorubicine de Sgc8-MSN/Dox et MSN/Dox in vitro à pH 5,0 ou 7,4

Ciblage des cellules leucémiques par Sgc8-MSN/Dox In Vitro

Nous avons examiné l'absorption de nanoparticules par les cellules de leucémie lymphocytaire CEM T en tant que cellules cibles et les cellules de lymphome Ramos B en tant que cellules non cibles. Sur la base de la cytométrie en flux, les cellules non cibles ont internalisé MSN/Dox dans une mesure similaire à celle de Sgc8-MSN/Dox, tandis que les cellules cibles ont internalisé les nanoparticules recouvertes d'aptamère dans une bien plus grande mesure que MSN/Dox (Fig. 5a). Conformément à ces résultats, la microscopie confocale à fluorescence a montré une forte fluorescence Dox (rouge) dans les cellules CEM exposées à Sgc8-MSN/Dox, mais pas dans les cellules Ramos traitées de la même manière (Fig. 5b). Ces résultats reflètent la capacité établie de l'aptamère Sgc8 à cibler les cellules leucémiques [20]. Sgc8 reconnaît PTK-7 à la surface des cellules CEM [18], recrutant des nanoparticules à la surface et rendant ainsi leur absorption plus efficace [23]. Nos résultats suggèrent que Sgc8-MSN/Dox peut cibler les cellules cancéreuses exprimant PTK-7 au niveau des sites primaires et secondaires ou en circulation, ce qui le rend utile pour contrôler les métastases. Il peut être possible d'étendre notre approche MSN à d'autres aptamères avec d'autres spécificités de ciblage [24, 25].

Ciblage in vitro de cellules leucémiques par Sgc8-MSN/Dox analysé à l'aide de a cytométrie en flux et b microscopie à fluorescence. Les cellules CCRF-CEM et Romas ont été incubées avec MSN/Dox ou Sgc8-MSN/Dox, puis colorées avec DAPI (bleu). Dox est apparu rouge. Barre d'échelle, 100 μm

Cytotoxicité des MSN

Compte tenu de l'importance de la biosécurité pour les systèmes d'administration de nano-médicaments [25], nous avons d'abord examiné la toxicité des MSN vierges contre les cellules CEM, Ramos, 293T et L-02. La viabilité de toutes les lignées cellulaires est restée supérieure à 90 % même après 48 h d'incubation avec jusqu'à 100  μg/mL de MSN (Fig. 6). Cela suggère que les MSN présentent une cytotoxicité presque négligeable.

Cytotoxicité in vitro des MSN. un CEM, b Ramos, c 293T, et d Les cellules L-02 ont été traitées avec les concentrations indiquées de MSN et la viabilité des cellules a été mesurée

Ensuite, nous avons étudié la capacité de Sgc8-MSN/Dox à tuer les cellules tumorales cibles (cellules CEM) et les cellules non cibles (cellules Ramos, 293T et L-02). Les cellules ont été incubées avec différentes concentrations de Dox libre, MSN/Dox ou Sgc8-MSN/Dox pendant 24 h, puis la viabilité a été évaluée à l'aide du test MTT. Contre les cellules cibles CEM, le Dox libre a montré une toxicité légèrement plus élevée que les deux formulations MSN, tandis que Sgc8-MSN/Dox était significativement plus toxique que MSN/Dox à la même concentration de médicament (Fig. 7). Contre les cellules Ramos, 293T et L-02, le Dox libre a montré une toxicité significativement plus élevée que les formulations MSN, qui ont montré une toxicité similaire avec ou sans Sgc8. Afin de confirmer davantage que Sgc8-MSN/Dox était bien ciblé pour tuer les cellules CEM via le récepteur d'aptamère PTK-7, nous avons d'abord incubé suffisamment d'aptamère Sgc8 avec des cellules CEM pendant 2 h pour bloquer le site de liaison, puis co-incubé avec le Sgc8 -MSN/Dox. Le test MTT a montré que l'aptamère libre n'avait aucune toxicité pour les cellules CEM, et après qu'une quantité suffisante d'aptamère Sgc8 ait bloqué le site de liaison, Sgc8-MSN/Dox a montré une toxicité significativement inférieure à celle du groupe Sgc8-MSN/Dox libre (Fig. 7e). Ces résultats mettent en évidence la capacité de l'aptamère à cibler l'administration de médicaments et à améliorer la destruction des cellules cibles. Un tel ciblage peut aider à réduire l'absorption du médicament par les cellules non cibles ainsi que permettre l'utilisation de doses plus faibles; les deux effets peuvent réduire le risque d'effets secondaires toxiques [26].

Capacité de DOX, MSN/Dox et Sgc8-MSN/Dox gratuits à tuer a Cellules CEM, b Cellules de Ramos, c Cellules 293T, et d Cellules L-02. e Les cellules CEM tuent la capacité de l'aptamère libre, bloquent (les cellules CEM incubent d'abord suffisamment de Sgc8 pendant 2 h, puis incubées avec sgc8-MSN/Dox) et Sgc8-MSN/Dox

Les aptamères peuvent être utilisés comme molécules directrices pour l'administration de médicaments et de diverses macromolécules ou nanosupports aux cellules tumorales. Parfois, l'aptamère peut également fonctionner comme thérapeutique. Par exemple, l'aptamère AS1411 peut se lier spécifiquement à la nucléoline, et la nucléoline est exprimée dans et à la surface des cellules tumorales impliquées dans la différenciation cellulaire, la survie, l'inflammation, l'angiogenèse et le développement tumoral. L'aptamère AS1411 peut induire une inhibition de la croissance de modèles de xénogreffes (cancer du rein, cancer du poumon, cancer du sein MX1 et cancer du pancréas) en se liant à la nucléoline [27]. De plus, des liposomes AS1411 fonctionnalisés par aptamère et chargés de doxorubicine (Apt-Dox-Lip) ont été testés sur le cancer du sein, et les résultats ont montré un grand potentiel d'application [28]. Les aptamères ont été couronnés de succès dans un large éventail d'essais cliniques en raison de leurs excellentes propriétés. Le premier aptamère a été approuvé par la FDA en 2005 [29], depuis lors, de plus en plus d'aptamères ont atteint les essais cliniques. Les aptamères ont été appliqués à des essais cliniques anti-tumoraux, y compris le cancer de la prostate [30], le cancer du poumon [31], la leucémie myéloïde aiguë [32], etc. Il ne fait aucun doute que ces essais cliniques liés aux aptamères donnent un nouvel espoir de changer le style de thérapie conventionnel.

Ces dernières années, des aptamères ont été combinés avec différents nanomatériaux pour une thérapie ciblée des tumeurs. On peut voir que les aptamères ont des capacités de reconnaissance moléculaire et de ciblage extraordinaires. Cependant, il existe encore certains problèmes qui ne peuvent être ignorés dans le développement de l'application des aptamères, tels que si la nucléase affecte la stabilité des aptamères in vivo, si les aptamères de petites substances moléculaires pénètrent dans le corps et sont faciles à être rapidement éliminés par le système rénal, et si la performance de ciblage réelle in vivo est réalisable. Afin d'exploiter tout le potentiel des nanomatériaux ciblés à base d'aptamères, davantage de tests in vivo et d'expériences cliniquement pertinentes restent au centre de la recherche actuelle. Dans le même temps, la théranostique des tumeurs est une direction importante pour le développement futur, et la conception et la préparation de matériaux biologiques fonctionnels plus multifonctionnels sont sans aucun doute la tendance de développement.

Conclusion

Nous avons construit un système d'administration de MSN modifié par un aptamère qui peut cibler efficacement les cellules leucémiques et favoriser l'absorption de Dox. Ce ciblage, associé à la capacité des MSN à libérer la cargaison de médicament lentement et préférentiellement dans des conditions acides, peut aider le système de délivrance à s'accumuler sur les sites tumoraux et à tuer les cellules en continu. Il peut être possible de cibler presque tous les types de cellules tumorales avec cette approche MSN en sélectionnant des aptamères appropriés. Mais on ne peut ignorer que le Sgc8-MSN/Dox peut également avoir les problèmes mentionnés ci-dessus, et sa stabilité in vivo et son ciblage nécessitent encore une étude plus approfondie. Dans le prochain, nous combinerons les recherches précédentes pour charger le système d'administration de médicaments avec à la fois des réactifs de diagnostic et des médicaments, lui conférant la fonction théranostique de diagnostic ciblé et de traitement ciblé.

Abréviations

MSN :

Nanoparticules de silicium mésoporeux

Dox :

Doxorubicine

Sgc8-MSN/Dox :

Système d'administration de médicament à base de silice mésoporeuse modifiée par Aptamère

PTK-7 :

Protéine tyrosine kinase-7

TEOS :

Tétraéthylorthosilicate

APTES :

3-Triéthoxysilylpropylamine

CTAB :

Bromure de cétyl-triméthylammonium

CEM :

Cellules CCRF-CEM

PBS :

Solution saline tamponnée au phosphate