Doxorubicine-Loaded PEG-CdTe Quantum Dots comme système intelligent d'administration de médicaments pour le traitement du myélome multiple extramédullaire

Introduction

Le myélome multiple (MM), la deuxième plus grande tumeur hématologique après le lymphome [1], est une tumeur maligne des plasmocytes accumulés dans la moelle osseuse et qui entraîne une destruction osseuse et une insuffisance médullaire. L'espérance de vie des patients atteints de myélome s'est considérablement allongée au cours des 10 à 20 dernières années grâce au développement d'agents chimiothérapeutiques plus efficaces et de schémas thérapeutiques dotés d'une activité anti-tumorale élevée [2, 3]. Le myélome multiple extramédullaire (EMM), défini comme la présence de plasmocytes en dehors de la moelle osseuse de patients atteints de myélome multiple, peut représenter jusqu'à 30 % des myélomes multiples au cours de l'évolution globale de la maladie [4]. En plus du mauvais pronostic, la survie globale médiane des patients EMM souffrant de rechute extramédullaire est <  6 mois [4]. Concernant l'utilisation de nouveaux agents, aucun des 11 patients EMM n'a répondu à la thalidomide en monothérapie, tandis que 16 des 27 patients sans atteinte extramédullaire ont répondu [5]. De plus, même un traitement à base de nouveaux médicaments, comme le bortézomib, n'améliore pas la survie des patients EMM [6]. Pourtant, certaines études montrent que la chimiothérapie à haute dose peut favoriser le pronostic des patients EMM [7, 8]. Cependant, la forte dose de chimiothérapie mal tolérée par les patients entraîne des effets secondaires importants dans les tissus et organes normaux.

La doxorubicine (DOX) est l'un des médicaments chimiothérapeutiques les plus efficaces pour le traitement du myélome multiple [6, 9]. Cependant, ses applications cliniques à forte dose chez les personnes âgées ou les patients EMM sont sérieusement limitées par sa toxicité et ses effets secondaires, notamment la cardiotoxicité et la suppression de la moelle osseuse. De plus, le myélome est le plus souvent diagnostiqué chez les personnes âgées de 65 à 74 ans, avec une médiane de 69 ans [9]. En effet, la chimiothérapie reste le traitement principal du myélome multiple, mais les médicaments chimiothérapeutiques causent souvent des dommages irréversibles aux tissus ou organes normaux tout en tuant les cellules tumorales et en réduisant la capacité immunitaire de l'organisme. Ainsi, la chimiothérapie traditionnelle ne peut pas atteindre l'effet souhaité. Minimiser les effets indésirables de la chimiothérapie reste un défi. Les statistiques montrent que le taux annuel moyen de nouveaux myélomes a augmenté de 0,8 % au cours de la dernière décennie [9]. Pendant ce temps, il n'y a pas de plan de traitement standard pour les patients EMM. Par conséquent, de nouveaux traitements pour les patients EMM sont nécessaires de toute urgence.

Pour pallier les limitations des traitements chimiothérapeutiques conventionnels, les chercheurs ont principalement utilisé des nanoparticules liposomales de carfilzomib qui pourraient cibler efficacement les cellules de myélome multiple [10]. Les plaquettes chargées en DOX peuvent améliorer l'efficacité thérapeutique du lymphome [11]. Les nanoparticules (par exemple, les points quantiques de tellurure de cadmium ou les QD de CdTe) peuvent prolonger le temps de circulation et la libération du médicament d'une manière contrôlée par le pH, améliorer l'efficacité et réduire la toxicité des médicaments [12,13,14,15,16]. Le polyéthylène glycol (PEG), caractérisé par son hydrophilie, sa biocompatibilité élevée, sa sécurité, sa non-toxicité et sa faible immunogénicité, peut être conjugué avec des CdTe QD (PEG-CdTe QD) pour induire un effet « immuno-négligé », réduisant voire évitant le plasma opsonisation et absorption par le système réticulo-endothélial [14]. Cette propriété contribue à prolonger le temps de circulation sanguine du PEG en minimisant voire en supprimant l'adsorption des protéines plasmatiques sur ces particules [17]. Les QDs PEG-CdTe sont efficacement internalisés par les cellules via l'endocytose en phase fluide et l'affinité de la bicouche lipidique à la surface de la membrane plasmique [18]. En tant que véhicule de nanoparticules de médicaments, les QD de CdTe chargés de médicaments peuvent libérer des médicaments selon un schéma contrôlé par le pH et déclenché par le pH, et ces complexes de nanoparticules peuvent libérer des médicaments à un pH bas similaire au microenvironnement tumoral [13].

Dans cette étude, un système d'administration de médicaments à base de nanoparticules (PEG-CdTe-DOX) a été synthétisé pour améliorer l'efficacité chimiothérapeutique. Ce système a facilité l'administration préférentielle de DOX dans les cellules PRMI 8226. La carte schématique de la synthèse et de la fonction du système est illustrée à la figure 1. Le système d'administration du médicament a été caractérisé et ses effets antitumoraux et sa toxicité systématique ont été testés in vitro. Cette étude peut fournir de nouvelles idées pour le traitement EMM.

Illustration schématique du mécanisme possible de l'amélioration de l'activité anti-tumorale du PEG-CdTe-DOX in vitro. Remarques :ils peuvent être internalisés lors du ciblage des cellules tumorales grâce à une compatibilité tissulaire élevée du PEG. La DOX induit l'apoptose des cellules tumorales en régulant l'expression des gènes associés à l'apoptose

Matériaux et méthodes

Matériaux

Les QDs PEG-CdTe et le kit d'analyse de protéine d'acide bicinchoninique (BCA) Pierce™ ont été achetés auprès de Sigma-Aldrich (St. Louis, USA). La DOX a été acquise auprès de Dalian Meilun Biology Technology Co. (Dalian, République populaire de Chine). Le PRMI-1640 a été obtenu auprès de Gibco Chemical Co. (Carlsbad, CA, USA). Le sérum fœtal bovin (FBS) a été acheté auprès de Wisent Inc. (Montréal, Canada). Le kit de détection de l'apoptose de l'isothiocyanate d'annexine V-fluorescéine (FITC) et le test du kit de comptage cellulaire-8 (CCK-8) ont été obtenus auprès de Beyotime Biotechnology Co., Ltd. (Nantong, République populaire de Chine) et des anticorps monoclonaux dirigés contre Bax, Caspase- 3, Bcl2, -actine ont été obtenus auprès de Cell Signaling Technology, plc. (Boston, États-Unis). Un microscope électronique à transmission (MET) a été accepté par le Japan Electron Optics Laboratory, Ltd. (Tokyo, HT700, Japon). Les diamètres hydrodynamiques et la distribution granulométrique du PEG-CdTe et du PEG-CdTe-DOX ont été mesurés par l'analyseur granulométrique Zetasizer Sizer NanoZs (Malvern, Zetasizer Ultra, Royaume-Uni). La concentration de DOX a été détectée par HPLC (Jasco, LC-2000, Japon). La livraison DOX a trouvé par microscope confocal à balayage laser (Nikon, C 2, Japon). L'apoptose et l'intensité de fluorescence des cellules PRMI 8226 par cytomètre en flux (BD, Biosciences Accuri C6, USA). Les transferts de protéines ont été détectés à l'aide du système de détection ECL (Tanon, 5200 Multi, Chine).

Préparation du PEG-CdTe-DOX

La DOX a été absorbée sur les QD PEG-CdTe via une interaction électrostatique de manière efficace. Brièvement, 100 μl de PEG-CdTe (1 mg/ml) et 100 μl de DOX (1 mg/ml) ont été mélangés dans 800 μl d'eau distillée sous agitation de 100 rpm pendant 24 h à 37 °C dans l'obscurité. Le PEG-CdTe-DOX a été collecté et centrifugé pendant 30 min (4 °C, 30 000 rpm). Le PEG-CdTe-DOX a été mélangé et centrifugé deux fois aux conditions mentionnées ci-dessus. Les DOX n'ayant pas réagi ont été testées par chromatographie liquide à haute performance (HPLC) [19]. L'efficacité d'encapsulation (EE) et la charge médicamenteuse (DL) ont été calculées comme suit :

La morphologie des QD PEG-CdTe a été caractérisée par MET. Les diamètres hydrodynamiques du PEG-CdTe et du PEG-CdTe-DOX ont été mesurés par diffusion dynamique de la lumière (DLS) dans le PBS. En bref, 20 ml de PEG-CdTe-DOX (DOX, 1 mg/ml) ont été transférés dans des sacs de dialyse (seuil de poids moléculaire de 3500 Da), qui ont ensuite été immergés dans 180 ml de PBS à pH 5,0, 6,0, 7,4 ou 8.0, sous rotation constante (à 100 tr/min) à 37 °C. Ensuite, 0,1 ml de PBS a été collecté toutes les 2 heures et remplacé par un volume équivalent de PBS. La concentration de DOX a été quantifiée par spectrophotométrie à 450 nm, et la libération cumulée de DOX par le PEG-CdTe a été tracée en fonction du rapport de libération dans le temps.

Microscopie confocale à fluorescence

L'entrée de DOX dans les cellules PRMI 8226 (lignée myélome multiple) a été confirmée visuellement sous microscopie confocale. Les cellules PRMI 8226 ont été traitées avec du PEG-CdTe, DOX ou PEG-CdTe-DOX pendant 4 h. Ensuite, les cellules PRMI 8226 ont été collectées, centrifugées et mises en suspension dans 70 μl de PBS. Ensuite, les cellules ont été transférées sur des lames de verre. Après 4′,6-diamidino-2-phénylindole (DAPI) pendant 10 min, des images de fluorescence confocale ont été prises avec un microscope inversé confocal. Les longueurs d'onde d'émission de DAPI et DOX étaient respectivement de 450 et 585 nm.

Culture cellulaire

Les lignées cellulaires PRMI 8226 (cellules myélomateuses multiples) et 293 t (cellules rénales embryonnaires humaines) ont été achetées auprès de l'Institut des cellules de Shanghai (Académie chinoise des sciences, Shanghai, Chine). Les cellules PRMI 8226 ont été cultivées dans un milieu Roswell Park Memorial Institute (RPMI)-1640 additionné de 10 % de FBS, 293 t de cellules ont été cultivées dans un milieu de milieu Dulbecco modifié Eagle (DMEM) avec 10 % de FBS et 100 U/ml de pénicilline , et 100 μg/ml de streptomycine à 37 °C dans une atmosphère humidifiée avec 5% de dioxyde de carbone (CO₂ ).

Test de viabilité cellulaire

La viabilité cellulaire a été évaluée par le test CCK-8. Dans un premier temps, les cellules PRMI 8226 ont été ensemencées dans des plaques 96 puits contenant chacune 100 μl de 2 × 10 ⁴ cellules et traitées avec du tampon phosphate salin (PBS) (le groupe témoin), PEG-CdTe, DOX ou PEG-CdTe-DOX. La concentration en DOX était de 1,76 μg/ml après une incubation de 24, 48 ou 72 h à 37 °C dans une atmosphère humidifiée avec 5 % de CO2. 293 cellules t ont été ensemencées dans des plaques 96 puits contenant chacune 100 μl de 8 × 10 ⁴ cellules et traitées avec du PEG-CdTe (0, 0,4, 0,8, 1,6, 3,2, 6,4, 12,8, 25,6 ou 51,2 μg/ml) pendant 24 h. Ensuite, du CCK-8 (10 μl) a été ajouté dans des plaques à 96 puits et incubé pendant 3 h supplémentaires. Les viabilités cellulaires (%) des cellules PRMI 8226 et 293 t ont été calculées comme (1 − OD_traitement /OD_contrôle ) × 100.

Captation cellulaire

L'absorption cellulaire a été mesurée quantitativement par cytométrie en flux (FCM) pour déterminer si la concentration de DOX intracellulaire augmente dans les cellules traitées au PEG-CdTe-DOX (Fig. 3). En bref, les cellules PRMI 8226 ont été cultivées avec du PEG-CdTe, DOX ou PEG-CdTe-DOX dans des plaques à 24 puits et incubées pendant 24 h. Les cellules ont été centrifugées et lavées deux fois à 1 000 tr/min pendant 5 min. Le précipité a été dispersé dans 200 μl de PBS et analysé par FCM. L'anto-fluorescence de la DOX est rouge et l'intensité relative de fluorescence (FI) a été calculée en tant que FI_{cellules traitées} /FI _{Cellules PEG-CdTe} .

Test d'étude de l'apoptose cellulaire

Les cellules PRMI 8226 ont été ensemencées dans des plaques 24 puits à une densité de 3 × 10 ⁵ cellules. Après incubation avec du PBS, du PEG-CdTe, du DOX ou du PEG-CdTe-DOX pendant 24 h, ces cellules ont été recueillies par centrifugation à 1000 tr/min et ont été lavées trois fois avec du PBS. Les cellules de différents groupes ont été marquées avec de l'annexine V-FITC (5 μl) dans un tampon de liaison (100 μl) pendant 15 min, suivi de l'ajout de 5 μl de PI pendant 5 min et dans la chambre noire. Le taux d'apoptose cellulaire a été mesuré par FCM.

Western Blot

Les cellules PRMI8226 ont été récoltées après différents traitements (PBS, PEG-CdTe, DOX ou PEG-CdTe-DOX) et soumises à un western blot. Les protéines totales ont été recueillies dans tous les groupes et la concentration en protéines a été détectée par la méthode de Braford. Les protéines totales (40 μg) ont été fractionnées par taille par électrophorèse sur gel de polyacrylamide dodécyl sulfate de sodium à 10 % (SDS/PAGE) et transférées sur des membranes de difluorure de polyvinylidène. Ensuite, du lait écrémé à 5 % a été utilisé comme agent bloquant pendant 1 h à température ambiante. Le Western blot a été réalisé en utilisant des anticorps monoclonaux :-actine (contrôle interne), Bax, Bcl2, Caspase-3. Les transferts de protéines ont été détectés à l'aide du système de détection ECL et la bande de protéines a été quantifiée par Image J.

Analyse statistique

Toutes les valeurs ont été données comme des moyennes  ± déviation standard. Différences entre deux groupes analysées par Student' t test. Valeurs de P <0,05 ont été considérés comme statistiquement significatifs. Toutes les expériences ont été effectuées au moins trois répétitions.

Résultats

Caractérisation du PEG-CdTe-DOX

Le PEG-CdTe et le PEG-CdTe-DOX présentaient une structure cristalline et se dispersaient bien dans le PBS, comme détecté par MET (Fig. 2a, b). Les distributions granulométriques des nanoparticules de PEG-CdTe et PEG-CdTe-DOX ont été déterminées par diffusion dynamique de la lumière (DLS) (Fig. 2c). La DL et l'EE de la DOX dans le PEG-CdTe-DOX ont été déterminées par HPLC (Fig. 2e). La libération de DOX a été maximisée à pH 5,0 et 6,0, car environ 92,5 % et 88 % de la DOX chargée ont été libérées dans le PBS en 24 h, et les taux de libération étaient plus lents à pH 7,4 et 8,0, ce qui suggère un schéma de libération déclenché par le pH (Fig. 2d). La capacité de libération sensible au pH de la DOX est efficace car un environnement acide se forme dans le microenvironnement tumoral, dans lequel la DOX est rapidement libérée du complexe PEG-CdTe-DOX. Les diamètres hydrodynamiques moyens sont respectivement de 8,20 et 78,31 nm ; les EE et DL sont respectivement de 77,20 % ± 1,12 % et 42,12 % ± 0,98 % ; les potentiels Zeta du PEG-CdTe et du PEG-CdTe-DOX sont respectivement de - 20,12 ± 2,45 et - 10,50 ± 1,26 mV. Ces résultats indiquent le chargement favorable de DOX sur PEG-CdTe et la synthèse réussie de PEG-CdTe-DOX. Par conséquent, une concentration plus élevée de DOX dans le microenvironnement tumoral et une concentration plus faible de DOX dans les tissus normaux pourraient être atteintes.

Caractéristiques du PEG-CdTe et du PEG-CdTe-DOX. Remarques :a , b Images MET de PEG-CdTe et PEG-CdTe-DOX. c Analyse DLS de PEG-CdTe et PEG-CdTe-DOX. e Le système optimisé d'administration de médicaments PEG-CdTe-DOX synthétisant à partir de différentes concentrations d'incubation de DOX en PEG-CdTe. d DOX libérée par le PEG-CdTe-DOX dans du PBS à pH 5,0, 6,0, 7,4 ou 8,0 à 37 °C in vitro. f La viabilité des cellules 293 t après traitement avec différentes concentrations de PEG-CdTe

Les images de fluorescence au microscope confocal montrent que le PEG-CdTe-DOX pourrait fournir du DOX dans les cellules PRMI 8226. De plus, la fluorescence rouge stockée de manière marquée dans les cellules PRMI 8226 du groupe PEG-CdTe-DOX par rapport au groupe DOX indiquant PEG-CdTe pourrait renforcer l'absorption cellulaire de PEG-CdTe-DOX et l'administration intracellulaire en ciblant les cellules RPMI 8226.

Captation cellulaire et cytotoxicité du PEG-CdTe-DOX in vitro

Pour déterminer si PEG-CdTe-DOX peut exclusivement faciliter l'accumulation de DOX dans les cellules PRMI 8226, nous avons mesuré l'accumulation de DOX par cytométrie en flux (FCM) de l'intensité de fluorescence intracellulaire. La concentration intracellulaire de DOX dans les cellules PRMI8226 a significativement augmenté dans le groupe PEG-CdTe-DOX par rapport au groupe DOX (P < 0,01, Fig. 4). La cytotoxicité du PEG-CdTe-DOX contre les cellules PRMI 8226 est positivement liée au temps d'incubation, qui est également plus long que dans le groupe DOX (72 h, Fig. 4). La viabilité cellulaire après incubation pendant 24, 48 et 72 h a été examinée à l'aide du kit de comptage cellulaire-8 (CCK-8) et les taux d'inhibition correspondants du PEG-CdTe-DOX étaient respectivement de 58 %, 70 % et 85 %. . Les résultats suggèrent que la viabilité des cellules PRMI8226 dans le groupe PEG-CdTe-DOX a significativement diminué par rapport au groupe DOX (P < 0,05). De plus, aucune différence significative dans la viabilité cellulaire n'a été observée entre le groupe témoin et le groupe PEG-CdTe. Il n'y a pas de différence significative dans la viabilité cellulaire des cellules 397 t avec du PBS et du PEG-CdTe (la concentration de PEG-CdTe est la même que celle de l'expérience RPMI 8226). Ces résultats sont cohérents avec les concentrations intracellulaires de DOX (Figs. 3 et 4) et indiquent que le PEG-CdTe aide à l'administration ciblée sans interférer avec les effets thérapeutiques. Ainsi, l'apoptose des cellules PRMI 8226 s'est remarquablement améliorée, indiquant que le PEG-CdTe-DOX pourrait être utilisé comme système d'administration de médicaments.

Images de microscopie à fluorescence de cellules PRMI 8226 après avoir reçu du PEG-CdTe, DOX ou PEG-CdTe-DOX. Remarques :a , d PEG-CdTe ; b , e DOX ; c , f PEG-CdTe-DOX. La fluorescence rouge indique le PEG-CdTe-DOX par des flèches (barre d'échelle :50 μm, × 400 ; les longueurs d'onde d'émission de DAPI et DOX étaient de 450 et 585 nm, respectivement)

Intensité de fluorescence moyenne dans PRMI8226 par cytométrie en flux et inhibition de la croissance des cellules PRMI8266 avec différents traitements. Remarques :a PEG-CdTe ; b DOX ; c PEG-CdTe-DOX ; d l'intensité de fluorescence du DOX et du PEG-CdTe-DOX par rapport au PEG-CdTe (**P < 0,01). e Analyse CCK-8 de cellules PRMI 8226 traitées avec du PBS (contrôle), du PEG-CdTe, du DOX et du PEG-CdTe-DOX à 24, 48 et 72 h (*P < 0,05)

Apoptose des cellules PRMI8226

Les taux d'apoptose totale des cellules PRMI8226 mesurés par FCM étaient de 4,78 %, 6,95 %, 34,07 % et 66,5 % dans les groupes témoins, PEG-CdTe, DOX et PEG-CdTe-DOX, respectivement (Fig. 5). Le taux d'apoptose dans le groupe PEG-CdTe-DOX a significativement augmenté par rapport au groupe DOX (P < 0,01). Cependant, les taux d'apoptose n'étaient pas significativement différents entre le groupe témoin et le groupe PEG-CdTe, ce qui suggère que le PEG-CdTe était sûr et pouvait remarquablement augmenter l'efficacité de la DOX.

Taux d'apoptose des cellules PRMI 8226 avec différents traitements. Remarques :a PBS ; b PEG-CdTe ; c DOX ; d PEG-CdTe-DOX. e Les taux d'apoptose comparatifs des cellules PRMI8226 dans différents groupes ont été montrés dans le graphique à barres (**P < 0,01 par rapport au témoin ; ^## P < 0,01 par rapport à la DOX)

Western Blot

Un transfert Western a été effectué pour mesurer les niveaux d'expression des protéines associées à l'apoptose Bax, Caspase-3 et Bcl-1 (Fig. 6). Bax et Caspase-3 ont été progressivement régulés à la hausse dans les groupes DOX et PEG-CdTe-DOX. En revanche, l'expression de Bcl2 a changé en sens inverse. Dans le groupe PEG-CdTe-DOX, Bax et Caspase-3 étaient fortement exprimés par rapport au groupe DOX (P < 0,05), tandis que l'expression de Bcl2 était la plus faible. Ces résultats confirment que l'activité antitumorale du PEG-CdTe-DOX est la plus efficace parmi les autres.

Expression protéique des gènes associés à l'apoptose des cellules PRMI 8226 avec différents traitements. Remarques :a PBS ; b PEG-CdTe ; c DOX ; d PEG-CdTe-DOX (*P < 0,05)

Discussion

La principale cause d'échec de la chimiothérapie tumorale est l'intolérance des patients. Le schéma PAD comprenant du bortézomib, de la DOX et de la dexaméthasone est le traitement de première intention du myélome multiple [9]. La DOX joue un rôle important dans le traitement du myélome multiple. La DOX inhibe la prolifération et induit l'apoptose des cellules tumorales en perturbant l'ADN [20]. Cependant, les médicaments cytotoxiques tels que la DOX induisent divers effets indésirables sur les tissus et organes normaux, en particulier la cardiotoxicité [21]. Le myélome est le plus souvent diagnostiqué chez les personnes âgées de 65 à 74 ans [22], et les patients âgés atteints de myélome multiple souffrent souvent de dysfonctionnement organique et ne peuvent pas recevoir de chimiothérapie à haute dose pour améliorer les résultats. La tolérance est une garantie pour la poursuite du traitement du myélome multiple et limite ainsi l'utilisation clinique de la DOX. Par conséquent, de nombreux patients EMM n'ont aucune chance de recevoir un traitement efficace en raison de l'incapacité à supporter une chimiothérapie à haute dose. Ainsi, il est urgent de développer des méthodes qui peuvent réduire les effets indésirables et améliorer les effets thérapeutiques. Dans ce travail, nous avons développé un système d'administration chargé de DOX utilisant des nanoparticules de PEG-CdTe, qui étaient capables de concentrer sélectivement les médicaments dans les tissus tumoraux par la circulation systémique.

Notre étude a révélé que les nanoparticules de PEG-CdTe pouvaient charger la DOX avec une DL et une EE élevées (Fig. 2e), ce qui est cohérent avec d'autres études [12, 13]. De plus, les nanoparticules de PEG-CdTe d'un diamètre de 8,2 nm (< 10 nm) pourraient être rapidement métabolisées par le système urinaire [23], et les nanoparticules de PEG-CdTe-DOX d'une taille de 78,31 nm (< 200 nm) ont prolongé la circulation sanguine. temps et réduit voire évité l'opsonisation et l'absorption plasmatique dans le système réticulo-endothélial [23]. En tant que transporteur de nanoparticules, les médicaments ont été libérés du PEG-CdTe selon un schéma déclenché et contrôlé par le pH et ont prolongé la période de circulation, ce qui était important pour un système d'administration de médicament pratique afin d'éviter une réponse immunitaire indésirable et des réactions tissulaires contre le transporteur de médicament. [24]. Le microenvironnement tumoral avait un pH inférieur à celui des tissus normaux en raison de l'état hypoxique [25], et libérait donc plus de DOX. La concentration du médicament dans le microenvironnement acide (tissus tumoraux), et donc l'efficacité des médicaments chimiothérapeutiques, peuvent être améliorées [26]. Par conséquent, le médicament était massivement libéré autour des cellules tumorales, alors que le médicament restait principalement dans le support dans l'environnement physiologique normal et était moins libéré dans les tissus normaux. Des expériences intracellulaires ont également confirmé qu'une plus grande quantité de DOX était délivrée aux cellules PRMI 8226. Par conséquent, l'efficacité chimiothérapeutique a été améliorée et les effets indésirables sur les tissus normaux ont été induits.

Des expériences in vitro ont systématiquement montré que le PEG-CdTe-DOX ciblait les cellules tumorales et y augmentait l'accumulation de médicament (Fig. 3). De même, l'inhibition de la prolifération et l'apoptose des cellules PRMI 8226 ont été augmentées par le PEG-CdTe-DOX par rapport à la DOX seule à la même concentration (Fig. 4). Par conséquent, une DOX plus faible était nécessaire pour obtenir la même efficacité chimiothérapeutique. De plus, l'inhibition de la prolifération cellulaire et l'induction de l'apoptose du RPMI 8226 peuvent être augmentées par le PEG-CdTe-DOX, qui est le principal moyen par lequel les médicaments tuent les cellules myélomateuses (Fig. 5). De plus, aucune différence significative n'a été trouvée entre le groupe PEG-CdTe et le groupe témoin, ce qui a confirmé que le PEG-CdTe n'avait aucune activité thérapeutique in vitro. Ce qu'il faut noter, c'est que nos résultats indiquent la sécurité élevée et la faible cytotoxicité du PEG-CdTe à faible concentration, ce qui est cohérent avec d'autres études [12, 27]. Cependant, le taux d'apoptose des cellules PMIR 8226 évalué par FCM dans le groupe PEG-CdTe-DOX est évidemment supérieur à celui du groupe DOX (P < 0,01). Ainsi, le PEG-CdTe pourrait considérablement atténuer les effets secondaires de la DOX en administrant les médicaments aux cellules tumorales.

Les trois voies principales de l'apoptose ont été considérées :la voie mitochondriale, la voie du réticulum endoplasmique et la voie des récepteurs de la mort. Dans la voie mitochondriale, des facteurs apoptogéniques (par exemple, le cytochrome C) sont d'abord libérés des mitochondries dans le cytosol, puis initient l'apoptose de cette voie induite par la voie des caspases [28]. La famille Bcl2 est constituée de protéines pro-apoptotiques (Bax, Bad et Bak) et anti-apoptotiques (Bcl-xl et Bcl2) [29]. Bax peut migrer du cytosol vers la membrane mitochondriale lorsqu'il est stimulé par des signaux d'apoptose, qui est le sommet des mécanismes cellulaires « de vie ou de mort ». Bcl2 et Bax sont une paire de régulations géniques positives et négatives, car Bax induit l'apoptose tandis que Bcl2 l'inhibe [30]. La caspase-3 peut non seulement favoriser l'apoptose, tandis que la survie est le plus puissant inhibiteur de l'apoptose, mais favorise également la prolifération cellulaire, qui peut directement activer la caspase-3 et la caspase-7, bloquant ainsi l'apoptose [31, 32]. La caspase-3, un bourreau de la famille des caspases, peut également cliver et inactiver la poly-adp-ribose polymérase lorsqu'elle est initiée [12]. Dans la présente étude, les expressions de protéines apoptotiques apparentées ont été détectées pour explorer le mécanisme moléculaire selon lequel PEG-CdTe-DOX a amélioré l'activité antitumorale. Il a été découvert que le PEG-CdTe-DOX peut augmenter les effets cytotoxiques sur les cellules tumorales en induisant l'apoptose via la voie apoptotique médiée par les caspases.

Conclusions

Nous avons fabriqué le PEG-CdTe-DOX pour le traitement EMM avec une EE et une DL élevées. Ce système peut délivrer de la DOX aux cellules RPMI 8226 de manière ciblée, augmentant ainsi les effets thérapeutiques et diminuant les effets secondaires de la DOX. Le ciblage du CdTe modifié par le PEG pourrait augmenter l'efficacité chimiothérapeutique et réduire les effets secondaires, ce qui pourrait ouvrir la voie à un meilleur traitement du cancer.

Abréviations

DAPI :

4′,6-diamidino-2-phénylindole

DL :

Chargement du médicament

DOX :

Doxorubicine

EE :

Efficacité d'encapsulation

EMM :

Myélome multiple extramédullaire

FCM :

Cytométrie en flux

HPLC :

Chromatographie liquide haute performance

MM :

Myélome multiple

PBS :

Tampon phosphate salin

PEG-CdTe-DOX :

Points quantiques au tellurure de cadmium modifié au polyéthylène glycol

FDS/PAGE :

Electrophorèse sur gel de polyacrylamide dodécyl sulfate de sodium

TEM :

Microscope électronique à transmission