Synthèse, caractérisation et évaluation de nanoparticules d'oligosaccharide de chitosane sensibles au redox recouvertes de phycocyanine pour l'administration de médicaments

Contexte

Oligosaccharide de chitosane (COS) avec la structure de D- lié ​​à β-(1-4) Les glucosamines sont un produit de dépolymérisation préparé principalement par désacétylation et hydrolyse enzymatique du chitosane ou de la chitine, qui est dérivé des exosquelettes d'arthropodes ou des parois cellulaires des champignons [1, 2]. Il convient de noter que les métaux lourds et les colorants peuvent être éliminés par le chitosane et sa forme modifiée de matériaux, dans lesquels le chitosane agit comme un adsorbant [3]. Un certain nombre d'études ont montré que le COS possède plusieurs propriétés biologiques, telles qu'être anticancéreuse, anti-inflammatoire, anti-oxydante et immunostimulante [4]. Le COS est considéré comme un matériau de support non toxique pour l'administration de médicaments, en raison de sa biocompatibilité, de sa haute solubilité dans l'eau et de sa capacité de modification chimique [5, 6].

Afin d'améliorer la solubilité des médicaments anticancéreux hydrophobes et de réduire la toxicité pour les tissus normaux, des chercheurs médicaux ont étudié des copolymères, qui peuvent s'auto-assembler en micelles d'une certaine gamme de tailles de particules [7, 8]. Ces assemblages co-polymères peuvent atteindre et pénétrer le site tumoral passivement ou activement. Les micelles sont composées de deux sections fonctionnelles individuelles :le noyau, dans lequel les médicaments hydrophobes sont encapsulés, et l'enveloppe externe ou couronne, qui contrôle les propriétés pharmacocinétiques in vivo [8]. Wang et al. [9] ont greffé de l'acide désoxycholique sur des chaînes COS par une modification chimique pour former des copolymères séquencés amphiphiles, qui pourraient s'auto-assembler en micelles dans des solvants inorganiques à faible coût. Le noyau hydrophobe des micelles contenait de la quercétine, qui a considérablement amélioré la solubilité dans l'eau des médicaments anticancéreux et, à son tour, amélioré la biodisponibilité de la quercétine.

La curcumine (CUR) est l'un des principaux constituants chimiques du curcuma [10]. Ces dernières années, de nombreux chercheurs ont étudié les propriétés anticancéreuses du CUR, et de nombreuses études ont confirmé que ce produit chimique peut influencer la croissance des cellules tumorales via diverses voies de signalisation et renforcer le système immunitaire [11]. De plus, le CUR est un photosensibilisateur avec de bonnes propriétés photodynamiques [12]. Ainsi, le CUR est un médicament prometteur pour le traitement du cancer. Cependant, sa faible solubilité, stabilité et biodisponibilité limitent son application clinique [13]. Pour atténuer ces inconvénients, de nombreux chercheurs ont amélioré la biodisponibilité du CUR grâce à des systèmes d'administration de médicaments. Par exemple, Chen et al. [14] ont conçu un nouveau type de support de médicament doublement sensible au pH, qui a amélioré la solubilité dans l'eau du CUR et amélioré son effet sur le traitement des tumeurs.

La phycocyanine (PC), principalement obtenue à partir de cyanobactéries, est connue comme une protéine pigmentaire hydrosoluble et collectrice de lumière, qui joue un rôle dans la capture et le transfert de la lumière en énergie chimique lors de la photosynthèse [15]. Le PC exerce de multiples propriétés biologiques, telles qu'être anti-cancéreuse [16], anti-inflammatoire et anti-oxydante qui ont attiré beaucoup d'attention dans les domaines de l'alimentation et de la médecine [15, 17]. Hao et al. [16] ont découvert que le PC inhibait la croissance des cellules cancéreuses du poumon non à petites cellules en régulant à la baisse la protéine adaptatrice contenant le domaine du récepteur toll/interleukine-1 (TIRAP). De plus, le PC est également utilisé dans la thérapie photodynamique (PDT) des tumeurs car il s'agit d'un excellent agent sans effets secondaires [18,19,20]. L'utilisation de PC comme sondes fluorescentes doit être conjuguée à des éléments d'identification spécifiques tels que la biotine, les anticorps et la streptavidine [21, 22]. La biotine, une vitamine hydrosoluble, est un micronutriment essentiel dans le corps humain, qui possède des propriétés de ciblage des tumeurs [23]. Les protéines réceptrices spécifiques de la biotine, telles que l'avidine, la neutravidine et la streptavidine, sont fortement surexprimées à la surface de plusieurs cellules cancéreuses par rapport à celle des cellules normales [24, 25]. Ainsi, les nanoparticules biotinylées ont été largement étudiées pour être une administration de médicament via l'endocytose médiée par les récepteurs [24].

Dans la présente étude, un nouveau type de nanosupport fonctionnalisé PC a été construit, et la préparation de CUR-BCSC@PCs est présentée dans la Fig. 1. La liaison disulfure entre COS et CUR a contribué à la sensibilité réductrice du matériau support amphiphile [26 ]. Le CUR était situé dans le noyau interne hydrophobe protégé par la coque COS/PC. L'interaction entre la biotine et le PC et l'interaction électrostatique, qui se situait entre le COS chargé positivement et le PC chargé négativement, ont été utilisées pour modifier le PC sur la surface des CUR-BCSC. Les CUR-BCSC@PC devaient atteindre les tissus tumoraux en raison de l'amélioration de la perméabilité, de l'effet de perméabilité et de rétention améliorées (EPR) et de l'effet de ciblage des récepteurs de biotine [27]. Dans le microenvironnement tumoral, qui a une concentration de glutathion plus élevée que les cellules normales, les CUR-BCSC@PCs se sont désintégrées par des réactions d'échange thiol-disulfure, atteignant une concentration élevée de médicament dans les cellules tumorales [23, 28, 29]. Le système de nano-administration CUR-BCSC@PC décrit dans cet article a non seulement amélioré la biodisponibilité du CUR, mais a également le potentiel d'être efficace dans le traitement clinique des tumeurs.

Conception et illustration schématique de CUR-BCSC@PCs

Matériaux et méthodes

Matériaux

Le CUR a été acheté auprès de Zhanyun Chemical Co., Ltd. (Shanghai, Chine). Le COS a été obtenu auprès de Shandong Weikang Biomedical Science and Technology Co., Ltd. Le PC a été obtenu auprès de Zhejiang Binmei Biotechnology Co., Ltd. L'acide 3,3-dithiodipropionique a été obtenu auprès d'Adamas Reagent Co., Ltd. (Shanghai, Chine). Le chlorhydrate de carbodiimide carbonisé (EDCI), la diméthylamino pyridine (DMAP), le tétrahydrofurane (THF), le chlorure d'oxalyle et la biotine ont été achetés auprès d'Aladdin Chemistry Co., Ltd. L-Glutathione (GSH) et Hoechst 33342 ont été acquis auprès de Sigma-Aldrich (Shanghai). , Chine). Les sacs de dialyse (MWCO 300 Da) ont été obtenus auprès de Beijing Biotopped Technology Co., Ltd. Le formamide a été préparé par Tianjin Fuyu Fine Chemical Co., Ltd. L'eau déminéralisée a été fabriquée en laboratoire.

Une lignée cellulaire A549 (cellules de carcinome pulmonaire humain) (Bena Culture Collection (Beijing, Chine)) a été choisie pour évaluer la cytotoxicité du nouveau nanosupport. Les cellules A549 ont été cultivées dans du DMEM (Saiersi Biotechnology Co., Ltd. (Shangdong, Yantai, Chine)). Le sérum fœtal bovin (FBS) a été obtenu auprès de Hyclone (Logan, UT, USA). La pénicilline et la streptomycine ont été achetées chez Sigma-Aldrich (Shanghai, Chine). Le bromure de 3-(4,5-diméthyl-2-thiazolyl)-2,5-diphényl-2-H-tétrazolium (MTT) a également été acheté auprès de Sigma-Aldrich (Shanghai, Chine).

Synthèse de CUR-BCSC@PCs

Les voies de synthèse utilisées pour préparer les CUR-BCSC@PC sont illustrées à la Fig. 2. Les procédures expérimentales détaillées sont décrites ci-dessous.

Voie synthétique de COS-S-S-CUR, BCSC et Biotine-COS

Synthèse de COS-S-S-CUR

3.3-Le COS fonctionnalisé par l'acide dithiodipropionique a été synthétisé par estérification catalysée par du chlorure d'acide via une réaction en deux étapes.

Étape 1 :L'acide 3,3-dithiodipropionique (42,05 mg, 0,25 mmol) et le THF sec (4 mL) ont été chargés dans un ballon à fond rond marron, avec un agitateur pour dissoudre l'acide. Ensuite, du chlorure d'oxalyle (0,3 µmmol) dilué avec du THF a été ajouté dans un ballon, placé dans un bain de glace. La réaction a été maintenue à 35°C. Après agitation pendant 3 h, le chlorure d'oxalyle n'ayant pas réagi a été éliminé par évaporation rotative. Le produit 1 a été préparé par les étapes ci-dessus. Le CUR a été dissous dans 3 mL de THF, contenant 34 μL de triéthylamine, qui a été ajouté goutte à goutte dans le ballon contenant le produit 1 dans des conditions de bain de glace puis agité pendant 15 min. Ensuite, le mélange a été agité à 50 °C sous une atmosphère d'azote pendant 6 h. Le produit obtenu a été soumis à une distillation rotative pour éliminer la triéthylamine et le THF et a ensuite été purifié par chromatographie sur colonne pour acquérir le produit pur HOOC-S-S-CUR.

Etape 2 :Le produit pur HOOC-S-S-CUR a été activé avec de l'EDCI (1,2 eq) et du DMAP (1,2 eq) dans du formamide pendant 2 h. Ensuite, du COS dissous dans 4 mL de formamide a été ajouté et agité à 55 °C pendant 12 h. Une fois la réaction terminée, la solution a été dialysée avec un sac de dialyse (MWCO 300 Da) et lyophilisée pendant 12 h.

Synthèse de BCSC et Biotine-COS

En bref, la biotine, l'EDCI et le DMAP ont été dissous dans 3 mL de formamide et transférés dans un ballon à fond rond marron. Après agitation pendant 2 h à 30°C, le COS-S-S-CUR a été dissous dans 3 mL de formamide et ajouté goutte à goutte dans le ballon. La réaction a été maintenue à 45°C pendant 2 jours. Les produits finaux ont été dialysés (MWCO 300  Da) dans de l'eau désionisée et ont subi une centrifugation et une lyophilisation pour obtenir un BCSC sensible à l'oxydoréduction. De plus, la synthèse de biotine-COS a été réalisée par la même méthode pour lier la biotine aux chaînes COS.

¹ H-RMN de COS-S-S-CUR, BCSC et biotine-COS ont été mesurés à l'aide d'un mélange de DMSO-D₆ et D₂ O comme solvant.

Préparation de micelles BCSC chargées de CUR (CUR-BCSC)

Les CUR-BCSC ont été préparés par la méthode d'auto-assemblage. Dix milligrammes de BCSC ont été dissous dans 4 mL de formamide puis mélangés avec 1 mL de solution de CUR (1 mg/mL) qui a été dissous dans du formamide. La solution mélangée a été dialysée à l'aide d'un sac de dialyse (MWCO 300 Da) dans de l'eau déionisée pendant 24 h et l'eau déionisée a été changée toutes les 2 h. Les CUR-BCSC ont été filtrés à l'aide de membranes millipore de 800 nm, 450 nm et 220 nm.

Préparation des CUR-BCSC@PCs

Les CUR-BCSC préparés ont été mélangés avec une solution aqueuse de PC (1,0 mg/mL) et incubés pendant 30 min à 4 °C. Par la suite, le PC a été éliminé à l'aide d'un filtre centrifuge de 100 kDa et rincé à l'eau trois fois. Le produit final (CUR-BCSC@PC) a été stocké à 4°C dans l'obscurité pour une étude plus approfondie.

Caractérisations

Des mesures de diffusion laser dynamique (DLS) ont été effectuées sur un analyseur de particules Delsa Nano C (Beckman Coulter Inc.) pour observer la taille des particules, le potentiel zêta et l'indice de polydispersité (PI). La morphologie des CUR-BCSC et CUR-BCSC@PC a été confirmée par des mesures en microscopie électronique à transmission (MET, H-600 ; Hitachi, Tokyo, Japon).

Efficacité d'encapsulation (EE) et capacité de charge de médicament (DL)

La HPLC (Agilent 1260GB12C) a été utilisée pour déterminer l'EE et la DL des nanoparticules. Tout d'abord, 2 mL de CUR-BCSCs ou CUR-BCSC@PCs ont été mélangés avec 3 mL d'acétonitrile et désémulsifiés par ultrasons, dans lesquels l'acétonitrile a ensuite été ajouté à 10 mL. Avant la mesure, la température de la colonne Phenomenex C18 (250 mm × 4. 6 mm, 5 um) a été ajusté à 25 °C, tandis que le débit de la phase mobile a été réglé à 1,0 mL·min ^− 1 . Le rapport de 0,5% d'acide acétique glacial à l'acétonitrile était de 40:60 (v/v). Dans le processus de détection, avec une longueur d'onde de détection de 425 nm, 20 μL d'échantillons ont été injectés [30]. La formule suivante a été utilisée pour calculer l'EE et la DL :

Test de stabilité in vitro

Une solution saline tamponnée au phosphate (PBS) contenant du GSH (0, 20 μM, 10 mM) a été préparée et traitée avec CUR-BCSC@PCs pendant 4 h pour observer les changements de taille des particules sous différentes concentrations de glutathion à 37 °C. De plus, le diamètre hydrodynamique des CUR-BCSC@PCs a été étudié dans une solution PBS à l'aide d'un analyseur de particules Delsa Nano C (Beckman Coulter Inc.) à 37 °C à différents moments (4, 8, 12 et 24  h).

Libération de CUR in vitro à partir de CUR-BCSC@PCs

Les comportements de libération de CUR in vitro des CUR-BCSC@PCs ont été étudiés à l'aide de la méthode de dialyse. Des solutions PBS contenant du glutathion (GSH :20 μmol/L, 1 mmol/L, 5 mmol/L, 10 mmol/L) ont été préparées et 0,5% de Tween 80 a été ajouté. Du tampon PBS (45 mL), contenant différentes concentrations de GSH, a été ajouté à des tubes à centrifuger de 50 mL ; ensuite, un sac de dialyse contenant 1 mL de CUR-BCSC@PCs a été placé dans chaque tube de centrifugation, qui a été agité à 37 °C. À différents moments (0,2, 1, 4, 8, 12, 24, 48, 72 h), 2 mL de milieu de libération ont été collectés et un milieu de libération frais du même type a été ajouté pour maintenir son volume inchangé. La HPLC a été utilisée pour déterminer la concentration de CUR dans le milieu de libération collecté.

Culture cellulaire

Les cellules de carcinome pulmonaire humain A549 ont été cultivées dans du DMEM, qui comprenait 10 % de FBS et 1 % de pénicilline-streptomycine, et ont été incubées à 37 °C dans 5 % de CO₂ atmosphère [31, 32].

Inhibition de la prolifération cellulaire in vitro

La cytotoxicité in vitro du CUR, des micelles BCSC (BCSC), des CUR-BCSC et des CUR-BCSC@PC contre la lignée cellulaire A549 a été évaluée à l'aide d'un test MTT standard [33]. Les cellules A549 ont été ensemencées dans des plaques 96 puits (5000 cellules par puits) pendant 24h pour adhérer à la paroi. Le milieu d'origine a été jeté, puis 100 L de milieu frais contenant des CUR, des BCSC, des CUR-BCSC et des CUR-BCSC@PC libres (0,1, 1, 5, 10, 15 et 20 g/mL sur la base de la CUR) ont été ajouté et cultivé pendant 24 h. Des puits sans administration ont été utilisés comme témoins à blanc. Les cellules ont été soumises au test MTT en retirant le milieu et en ajoutant 20 μL de solution de MTT (5 mg/mL). Après incubation encore 4 h à 37 °C dans 5% CO₂ atmosphère, la solution de MTT a été remplacée par 150 μL de DMSO pour dissoudre le MTT-formazan violet. Par la suite, un lecteur de microplaques (Thermo Fisher Scientific Co., Waltham, MA) a été utilisé pour mesurer l'absorbance de chaque puits à 570 nm.

Captation et localisation cellulaires in vitro

La capacité d'absorption cellulaire des CUR-BCSCs et CUR-BCSC@PCs a été étudiée sous un microscope à fluorescence (FM, Eclipse E400; Nikon Corporation, Tokyo, Japon). Les cellules A549 ont été ensemencées dans des plaques 24 puits à 4 × 10 ⁴ cellules par puits et ont été co-incubés avec les CUR-BCSC et CUR-BCSC@PC (concentration CUR :20 μg/mL) à 37 °C dans une atmosphère humidifiée contenant 5% de CO₂ pour 1, 2 et 4 h. Les cellules A549 ont été lavées avec du PBS trois fois après avoir retiré les milieux de culture contenant les médicaments. Ensuite, du PBS contenant 4 % de paraformaldéhyde a été ajouté pendant 20 min et lavé avec du PBS trois fois de plus. Les noyaux cellulaires ont été colorés par Hoechst 33342 pendant 15 min et observés à l'aide d'un microscope à fluorescence inversé.

Analyse statistique

Toutes les expériences ont été réalisées au moins trois fois et exprimées en moyenne ± SD. Les tests statistiques ont été analysés à l'aide du t de Student test. P < 0,05 a été défini comme statistiquement significatif, et P < 0,01 a été considéré comme hautement significatif.

Résultats et discussion

Caractérisation de COS, COS-S-S-CUR, Biotine-COS et BCSC

Les principales résonances caractéristiques de CUR et CH₂ -S-S-CH₂ est apparu sur le ¹ Spectre H-RMN de COS-S-S-CUR, prouvant la conjugaison réussie de CUR aux chaînes COS. Par rapport aux pics de COS de la figure 3(A), les signaux caractéristiques de CUR présentés sur la figure 3(B) ont été observés dans la région entre 6,7 et 7,5 ppm et à 3,75  ppm (−OCH_{3 ), tandis que la résonance de CH2 -S-S-CH2 à 2,5  ppm était inchangé. Comme le montre la (Fig. 3(C), a, b), les pics de biotine sur le ¹ Le spectre H-RMN de la biotine-COS était de 0.99 ppm (−CH2 –) et 3,39 ppm (−CH–S–). ¹ Le spectre H-RMN de BCSC est présenté sur la figure 3 (D). Les résonances de CUR (Fig. 3(D), a, e) ont été observées dans les positions correspondantes, et le pic caractéristique de CH2 -S-S-CH2 (Fig. 3(D), b) a de nouveau été observé à 2,5  ppm. De plus, l'apparition de signaux au pic 0,09 ppm et 3,39 ppm (Fig. 3(D), c, d) a vérifié l'existence de biotine liée aux chaînes COS-S-S-CUR. Les résonances caractéristiques de CUR, CH2 -S-S-CH2 , et la biotine comme le montre la figure 3(D) sont cohérents avec ceux de la figure 3(B) et de la figure 3(C), indiquant que le matériau amphiphile BCSC a été synthétisé avec succès.}

Le ¹ Spectres H-RMN du COS (A ), COS-S-S-CUR (B ), Biotine-COS (C ) et BCSC (D )

Caractérisation des CUR-BCSC et CUR-BCSC@PC

Les morphologies des CUR-BCSCs et CUR-BCSC@PCs ont été étudiées par microscopie électronique à transmission (MET) (Fig. 4(A, B)). Les CUR-BCSC ont montré une forme sphérique lisse (Fig. 4(A), a) en microscopie électronique, tandis que les CUR-BCSC@PCs possédaient une forme approximativement sphérique avec la couche de floraison entourant les CUR-BCSC@PCs (Fig. 4(B ), b). Cela indiquait que le PC formait une structure corona protéique en recouvrant les surfaces des CUR-BCSC. Un effet Tyndall clair de CUR-BCSC@PCs a été observé en raison de l'existence de nanoparticules généreuses (Fig. 4(C)). La taille des particules, PI, potentiel zêta, DL (%) et EE (%) des CUR-BCSC et CUR-BCSC@PCs sont illustrés dans le tableau 1. Dans la figure 5, la taille moyenne des CUR-BCSC et CUR- BCSC@PCs était de 97,8 ± 4,2 nm et 160,3 ± 9,0 nm, respectivement. Pendant ce temps, les valeurs PI des CUR-BCSC et CUR-BCSC@PC étaient respectivement de 0,181 ± 0,014 et 0,114 ± 0,024, qui sont inférieures à 0,2, indiquant l'uniformité de leurs tailles. Les potentiels zêta des CUR-BCSC et CUR-BCSC@PC étaient respectivement de 21,57 ± 0,53 et 12,90 ± 1,93 mV. En raison du revêtement PC électronégatif, le potentiel zêta des CUR-BCSC était supérieur à celui des CUR-BCSC@PC. L'EE de CUR-BCSC@PCs était plus élevée que celle de CUR-BCSCs.

Un Les images MET de CUR-BCSC et d'un seul CUR-BCSC. B Les images MET de CUR-BCSC@PCs et d'un seul CUR-BCSC@PC. C Effet Tyndall et la photographie de CUR-BCSC@PCs dans l'eau

un La distribution de taille et le potentiel zêta des CUR-BCSCs ; b La distribution de taille et le potentiel zêta des CUR-BCSC@PCs

Stabilité du CUR-BCSC@PCs

Comme le montre la Fig. 6a, en raison de la nature réductrice de la liaison disulfure, la liaison a été clivée dans du PBS contenant 10 mM de GSH, et les CUR-BCSC@PC ont été désintégrées en fragments de polymère, qui se sont agglomérés pour augmenter la taille des particules des nanoparticules. . Cependant, dans le PBS contenant 20 µM de GSH, les changements de taille des particules étaient mineurs, ce qui a montré un résultat similaire au PBS sans GSH. Comme illustré sur la Fig. 6b, la taille des particules a été mesurée à différents moments pour étudier la stabilité des CUR-BCSC@PCs dans le PBS, et les résultats ont montré que la taille des particules de CUR-BCSC@PCs augmentait lentement au fil du temps [14].

La stabilité des CUR-BCSC@PCs. un Changements de taille de CUR-BCSC@PCs à différentes concentrations de GSH. b Changements de taille des CUR-BCSC@PC dans PBS à différents moments

Réponse de réduction de CUR-BCSC@PCs

Il est bien établi que les liaisons disulfure sont instables dans un environnement réducteur de tumeur. Les chercheurs ont utilisé des liaisons disulfure pour connecter des polymères hydrophiles et des médicaments hydrophobes pour préparer des fragments amphiphiles, qui peuvent s'auto-assembler dans l'eau pour former des nano-micelles. Ensuite, en fonction des différences dans l'environnement physiologique et l'environnement tumoral, les ponts disulfures se brisent au niveau du site tumoral pour libérer des médicaments [34]. Dans la présente étude, la libération de médicament in vitro a été menée pour vérifier si CUR-BCSC@PCs pouvait présenter une propriété de libération attendue. La capacité de réponse de réduction de CUR-BCSC@PCs contenant des liaisons disulfure a été étudiée après l'activation de GSH. Comme le montre la Fig. 7, la libération de CUR à partir de CUR-BCSC@PCs dans le milieu avec 20 M de GSH à pH 7,4, qui simulait l'environnement extracellulaire, était extrêmement lente par rapport à un environnement avec 10 mM de GSH à pH   7,4. De plus, par rapport au milieu GSH 20 M, les GSH 1, 5 et 10 mM ont montré des différences significatives dans le comportement de libération. Avec l'augmentation de la concentration de GSH, la libération de CUR à partir de CUR-BCSC@PCs a également été favorisée, indiquant que la libération de médicament était en réponse à la concentration de GSH.

Libération cumulative de CUR de CUR-BCSC@PCs à différentes conditions GSH

Cytotoxicité in vitro

Le test MTT a été réalisé pour étudier les effets cytotoxiques des CUR libres, des BCSC, des CUR-BCSC et des CUR-BCSC@PC sur les lignées cellulaires A549 [35]. Les données de viabilité cellulaire sont résumées sur la figure 8. Toutes les préparations de CUR ont montré une dépendance à la dose en termes d'inhibition de la prolifération cellulaire. Comme le montre la figure 8, le CUR libre avait une capacité légèrement inférieure à inhiber la prolifération cellulaire contre toutes les cellules A549 par rapport aux CUR-BCSC@PC et CUR-BCSC, après une incubation de 24 h. Pour les cellules A549, l'activité anticancéreuse des CUR-BCSC@PCs était meilleure que celle des BCSC et des CUR-BCSC, ce qui était probablement dû à une excellente absorption cellulaire. De plus, les CUR-BCSC@PCs ont montré une propriété de cytotoxicité plus élevée que les CUR-BCSCs, indiquant que le PC a un effet inhibiteur potentiel sur la prolifération des cellules A549.

Cytotoxicité in vitro de différentes formulations à 24 h dans des cellules A549

Étude d'absorption cellulaire in vitro

Comme le montre la Fig. 8, les signaux de fluorescence de CUR ont été observés dans des cellules A549 traitées avec des CUR-BCSC et CUR-BCSC@PC (CUR :20 g/mL) à 1, 2 et 4  h, en utilisant le microscope à fluorescence inversé . Le CUR, en tant que sonde de fluorescence verte, était également un médicament anticancéreux, qui était fréquemment utilisé comme médicament modèle hydrophobe pour développer de nouveaux systèmes d'administration de médicaments efficaces. Comme illustré sur la figure 9a, les CUR-BCSC et les CUR-BCSC@PC ont été absorbés dans les lignées cellulaires A549, et l'efficacité d'absorption dépendait du temps. En raison des récepteurs de biotine surexprimés à la surface des cellules cancéreuses, les nano-micelles chargées de biotine avaient une affinité pour les cellules A549. Les signaux de fluorescence de CUR-BCSC@PCs étaient élevés à 4 h, indiquant un taux d'absorption cellulaire élevé de CUR-BCSC@PCs. Les signaux de fluorescence des CUR-BCSC@PCs étaient plus élevés à 4 h qu'à 1 h ou 2 h; cela a prouvé que l'absorption cellulaire était dépendante du temps.

un Imagerie fluorescente de l'absorption cellulaire des CUR-BCSCs et CUR-BCSC@PCs à différents moments. b L'emplacement de la cellule de CUR-BCSC@PCs à 1 h et 4  h

Les noyaux des cellules A549 ont été colorés par Hoechst 33342. Comme le montre la Fig. 9b, des signaux de fluorescence verte ont été observés dans le cytoplasme du groupe 1 h de CUR-BCSC@PCs, et la fluorescence s'est progressivement produite dans les noyaux des 4 h groupe de CUR-BCSC@PCs, qui a démontré l'absorption cellulaire par endocytose médiée par les cavéoles.

Conclusions

Dans cette étude, un type de nanoparticule COS fonctionnalisée par une protéine a été préparé par des réactions de condensation, un comportement d'auto-assemblage et l'interaction entre PC et CUR-BCSC. Après l'enquête préliminaire, les matériaux porteurs amphiphiles (BCSC) avec une sensibilité redox ont été synthétisés avec succès et vérifiés à l'aide de ¹ H-RMN. Les surfaces des CUR-BCSC ont été modifiées avec une couche de couronne de phycocyanine, ce qui pourrait améliorer l'efficacité de l'absorption cellulaire et protéger les CUR-BCSC@PC de l'adsorption des protéines plasmatiques. L'analyse de la cytotoxicité cellulaire et de l'absorption a indiqué que CUR-BCSC@PCs pourrait transporter CUR dans les cellules A549 et a une excellente propriété anti-proliférative. Compte tenu de l'effet PDT du PC et du CUR, nous évaluerons les propriétés photodynamiques et l'activité anticancéreuse des CUR-BCSC@PC sous photothérapie dans la prochaine phase de cette recherche. Cette étude a ouvert la voie à l'amélioration de l'efficacité des médicaments anticancéreux et à l'introduction d'une protéine corona fonctionnelle. En résumé, le biomatériau porteur de nanomédecine de CUR-BCSC@PCs basé sur COS avec de multiples fonctions a fourni une nouvelle stratégie pour le traitement des tumeurs et a présenté de grandes perspectives d'application.

Disponibilité des données et des matériaux

Les conclusions tirées dans ce manuscrit sont basées sur les données qui sont toutes présentées et montrées dans cet article.

Abréviations

BCSC :

Biotine-chitosan oligosaccharide-acide dithiodipropionique-curcumine

COS :

Oligosaccharide de chitosane

COS-S-S-CUR :

Chitosan oligosaccharide-acide dithiodipropionique-curcumine

CUR :

Curcumine

CUR-BCSC@PCs :

Micelles biotine-chitosane oligosaccharide-acide dithiodipropionique-curcumine à fonction phycocyanine et chargées en curcumine

CUR-BCSC :

Micelles biotine-chitosan oligosaccharide-acide dithiodipropionique-curcumine chargées en curcumine

EPR :

Perméabilité et rétention améliorées

PC :

Phycocyanine

PDT :

Thérapie photodynamique