Nanopartículas de albúmina conjugadas con colorante de infrarrojo cercano y cargadas de artesunato como agente fototeranóstico de quimioterapia dirigida a tumores de alta eficacia

Resumen

En este documento, se sintetizó un agente teranóstico multifuncional dirigido al tumor usando un método sencillo, combinando cuatro materiales clínicamente aprobados:artesunato (Arte), albúmina de suero humano (HSA), ácido fólico (FA) y verde de indocianina (ICG). Los nanocomposites obtenidos (FA-IHA NPs) mostraron una excelente fotoestabilidad y fisiológica. El ICG en las NP de FA-IHA se usó no solo para imágenes de fluorescencia de infrarrojo cercano (NIR), sino también para terapia fototérmica y fotodinámica (PTT-PDT) bajo una sola irradiación NIR. Además, la irradiación NIR (808 nm, 1 W / cm ² ) podría desencadenar la liberación de Arte que mostró un efecto quimioterapéutico mejorado. A través de imágenes de fluorescencia, se observaron in vitro e in vivo la captación celular y la acumulación tumoral de NP de FA-IHA, analizadas mediante microscopía confocal e imágenes de fluorescencia NIR en ratones de xenoinjerto tumoral. Según los resultados de diagnóstico, NP de FA-IHA a las 24 h después de la inyección y combinado con irradiación NIR (808 nm, 1 W / cm ² ) podría suprimir eficazmente el crecimiento tumoral mediante una terapia de combinación de fotoquimio, sin recurrencia del tumor in vitro e in vivo. Los resultados obtenidos sugirieron que los NP de FA-IHA son agentes fotoquimio-teranósticos prometedores para la traducción clínica futura.

Antecedentes

Durante estas últimas décadas, la fototerapia guiada por imágenes (IGPC) atrajo un gran interés por parte de muchos investigadores, ya que es una estrategia prometedora para realizar una terapia tumoral personalizada [1, 2]. IGPC permite la localización exacta del tumor y rastrea el fármaco in vivo, garantizando una terapia eficaz y reduciendo los efectos secundarios [3, 4]. Para ser eficaz, el IGPC debe tener las siguientes características:(i) se necesita un agente teranóstico multifuncional con funciones tanto de imagen como terapéuticas; (ii) el agente teranóstico debe ser biocompatible, estable y específico contra el tumor [5,6,7,8]. La modalidad de diagnóstico por imágenes en el IGPC generalmente incluye imágenes por resonancia magnética, imágenes fotoacústicas e imágenes de fluorescencia [9,10,11,12,13,14]. Debido a la alta sensibilidad, la resolución temporal favorable y la alta relación señal / fondo, las imágenes de fluorescencia se aplicaron generalmente para la investigación básica y en la práctica clínica [15, 16].

Los métodos de fotoquimioterapia incluyen principalmente la terapia fototérmica (PTT), la terapia fotodinámica (PDT) y la quimioterapia. Dado que la irradiación del infrarrojo cercano (NIR) es la misma, la función PTT y PDT se pueden integrar en una, lo que hace posible una destrucción selectiva y eficiente del tumor a través de un rayo láser. Sin embargo, se informó que la terapia fototérmica y fotodinámica (PTT-TFD) a menudo tiene la limitación de una supresión tumoral incompleta, que potencialmente puede generar una recaída tumoral [17,18,19]. La quimioterapia, un método de tratamiento ampliamente utilizado contra el cáncer, puede destruir eficazmente las células tumorales mediante la administración sistémica, aunque la toxicidad para las células normales cercanas debido a su no especificidad limita su aplicación [20, 21, 22]. Por lo tanto, la combinación de IGPC podría ser una gran estrategia para superar las limitaciones anteriores.

Con el desarrollo de la nanomedicina, se han desarrollado agentes teranósticos IGPC, incluido el verde de indocianina (ICG), nanopartículas a base de metal, nanomateriales de carbono y nanomateriales poliméricos [23,24,25,26,27]. Entre ellos, el ICG fue aprobado por la FDA, y se ha informado de su uso en la práctica clínica para detectar el gasto cardíaco, la función hepática, el flujo sanguíneo y la angiografía oftálmica [28, 29]. Además, el ICG tiene una alta eficiencia de absorción en la región NIR, lo que induce un alto efecto de PTT-PDT con una sola irradiación NIR [30]. Sin embargo, los siguientes inconvenientes, como la inestabilidad en solución acuosa, el aclaramiento rápido en el cuerpo, la tendencia al auto-blanqueamiento y la falta de focalización, dificultan seriamente su aplicación extensiva [31, 32]. Para superar estas limitaciones, las moléculas de ICG libres suelen ser transportadas por vehículos que incluyen micelas, nanopartículas de polímero y nanoestructuras de proteínas autoensambladas, para formar nanocompuestos [33, 34]. Aunque hay trabajos relacionados disponibles, todavía se demandan nanocompuestos basados en ICG más biocompatibles y novedosos para la obtención de imágenes y fototerapia in vivo.

En este trabajo, informamos sobre un agente IGPC dirigido que conjuga covalentemente ácido fólico (FA) e ICG con nanopartículas de albúmina sérica humana (HSA) que también encapsulan el fármaco anticanceroso artesunato (Arte) (NP FA-IHA). Se ha informado que la FA enlaza las nanopartículas para aumentar su eficiencia de captación celular a través de la endocitosis mediada por receptores [17]. HSA es una proteína endógena. Debido a su buena biocompatibilidad, no tóxico y no inmunogenicidad, HSA se ha convertido en uno de los portadores más interesantes para administrar fármacos anticancerosos insolubles [12, 17, 31]. Arte, una droga natural extraída de Artemisia annua , se ha demostrado una eficacia significativa en el tratamiento de varios cánceres, como el cáncer de hígado, el cáncer de pulmón y el cáncer de mama [35]. Los NP de FA-IHA preparados constaban de estos cuatro materiales clínicamente aprobados y mostraban una gran biocompatibilidad y estabilidad. Como nanocompuesto teranóstico multifuncional, el ICG se aplicó como agente de formación de imágenes por fluorescencia NIR y agente de fototerapia debido a sus propiedades PTT-PDT. Arte se cargó mucho en los NP y se liberó mediante irradiación NIR para quimioterapia. Guiado por los resultados de las imágenes NIR, se demostró el alto efecto de la combinación de IGPC dirigida tanto in vitro como in vivo. De acuerdo con nuestros resultados, creemos que los NP de FA-IHA podrían ser un agente teranóstico versátil potencial en la administración controlada de fármacos y la fototerapia combinatoria combinada dirigida al tumor dirigida por imágenes.

Métodos

Materiales

El clorhidrato de N- (3-dimetilaminopropil) -N'-etilcarbodiimida (EDC), N-hidroxisuccinimida (NHS) y artesunato (Arte, ≥ 99%) se obtuvieron de Sigma-Aldrich (EE. UU.). Se adquirieron 4 ', 6'-diamidino-2-fenilindol (DAPI) y Cell Counting Kit-8 (CCK-8) de Aladdin (Shanghai, China). NH ₂ –PEG ₂₀₀₀ –COOH y NH ₂ –PEG ₂₀₀₀ -Los FA se compraron a Xi’an Ruixi Biological Technology Co., Ltd. (Xi’an, China). El medio DMEM y la solución salina tamponada con fosfato (PBS) se proporcionaron de Gibco BRL (NY, EE. UU.). El derivado sulfo-NHS de ICG (ICG-NHS) se compró a Dojindo Laboratories (Kumamoto, Japón).

Síntesis y caracterización de NP de FA-IHA

Se disolvió artesunato en DMSO y luego se añadió a 15 ml de agua. Se añadieron 10 mg de polvo de HSA a la solución anterior y se agitó ligeramente durante 3 ha temperatura ambiente. Después de agitar, la mezcla se procesó reticulando con 150 µl de glutaraldehído al 0,5%. Para eliminar los reactivos químicos redundantes, la mezcla se dializó con agua destilada (corte de PM =8.000-12.000 Da) durante 1 día, lo que resultó en nanocompuestos de HSA cargados con Arte (Arte-HSA).

Para activar los grupos carboxílicos de HSA, se agregaron los reactivos químicos EDC y NHS a la solución de Arte-HSA. Después de eso, la mezcla se hizo reaccionar con NH ₂ –PEG ₂₀₀₀ -FA durante 3 ha 4 ° С. A continuación, se añadió ICG-NHS a la mezcla con ligera agitación durante 30 min a temperatura ambiente. Las nanopartículas de FA purificada y HSA conjugada con ICG (FA-ICG-HSA @ Arte, FA-IHA NPs) se obtuvieron mediante diálisis en agua desionizada durante 24 h. La cantidad de Arte e ICG cargados se detectó mediante un espectrofotómetro UV-vis. La eficiencia de carga =W1 / W2 × 100%, donde W1 representa el peso de Arte o ICG en NP FA-IHA, y W2 es el peso de Arte o ICG agregado.

Se utilizó microscopía electrónica de transmisión (Hitachi, Tokio, Japón) para detectar la morfología de las muestras. Se utilizó un Zetasizer (Zetasizer 3000; Malvern Instruments, Worcestershire, Reino Unido) para medir el tamaño y el potencial zeta de las muestras. Se aplicó un espectrofotómetro UV-vis (UV-1601PC, Shimadzu, Kyoto, Japón) para medir los espectros de absorbancia. Se aplicó el láser de onda continua de longitud de onda única de 808 nm (Beijing Laserwave Optoelectronics Technology Co. Ltd) para realizar experimentos fototérmicos, y la temperatura se detectó con un termómetro de termopar (Fluke, EE. UU.).

Liberación de Arte Térmica y Activada por pH

Para determinar la liberación de Arte térmica y activada por pH, las NP de FA-IHA (50 μg / mL) se dividieron en tres grupos:(a) pH 6,5, (b) pH 7,4 y (c) pH 6,5 con irradiación NIR (808 nm, 1 W / cm ² , Pulso de 1 min) en los puntos de tiempo seleccionados durante 36 h. La cantidad liberada de Arte se determinó de acuerdo con la absorción UV-vis de Arte a 287 nm en el sobrenadante.

Detección de producción de oxígeno singlete

Se utilizó 1,3-difenilisobenzofurano (DPBF) para detectar el oxígeno singlete. Se agregaron 15 μL de solución de acetonitrilo DPBF a una solución prístina de NP de ICG o FA-IHA (1.0 mL, 10 μg / mL) y se mezcló completamente, seguido de 5 min de irradiación (808 nm, 1.0 W / cm ² ). Los espectros de absorción UV-vis se registraron en diferentes puntos de tiempo, y la tasa de disminución de absorción a 410 nm es proporcional a la producción de oxígeno singlete.

Cultivo celular y absorción celular

Las células HepG2 se adquirieron de la Colección Americana de Cultivos Tipo y en 25 cm ² matraz de cultivo celular respectivamente, con medio de cultivo DMEM mediante la adición de 1% de penicilina-estreptomicina y 10% de suero fetal bovino (FBS). Las células HepG2 se mantuvieron a 37 ° C en un 5% de CO ₂ atmósfera.

Para observar la captación celular, las células HepG2 se cultivaron con ICG libre, NP IHA y NP FA-IHA (con 0,05 mg / ml de ICG) durante 6 h. Después de eso, se usó PBS para lavar las células tratadas tres veces. A continuación, las células se fijaron con 200 µl de glutaraldehído y se tiñeron con DAPI durante 10 min. Las señales de fluorescencia de las nanopartículas en las células se detectaron utilizando un microscopio de barrido láser confocal (FV300, Olympus, Japón).

Para evaluar más a fondo la captación celular, se aplicó un citómetro de flujo (FCM, BD, Franklin Lakes, NJ, EE. UU.). Como se describió anteriormente, las células tratadas con ICG, NP de IHA y NP de FA-IHA libres se lavaron tres veces con PBS y se digirieron con tripsina-EDTA. Las células suspendidas se introdujeron directamente en FCM para analizar la tasa de absorción celular.

Generación de ROS intracelulares

Las células HepG2 se cultivaron en placas de 12 pocillos con una densidad de 2 x 10 ⁵ células por mililitro y se incubaron durante 24 h, seguido de la adición de 1 ml de varias muestras que incluyen (1) PBS, (2) Arte, (3) FA-HA-NP, (4) ICG libre, (5) IHA- NP y (6) solución de NP de FA-IHA. Después de una incubación adicional durante 12 h, las células se irradiaron durante 5 min (808 nm, 1,0 W / cm ² ), seguido de un tratamiento con DCFH-DA (5 μg / mL) durante otros 30 min. Finalmente, las células se lavaron minuciosamente con PBS y la producción de ROS intracelulares se detectó cuantitativamente utilizando un citómetro y cualitativamente con una microscopía de fluorescencia inversa Leica.

Fotoquimioterapia combinatoria de tumores in vitro

Las células HepG2 se sembraron en placas de 96 pocillos (2 × 10 ⁴ células por pocillo) para una incubación de 24 h. Se agregaron a las células ICG, Arte, IHA NP y NP FA-IHA libres (con 0, 5, 10, 20 y 30 μg / ml de Arte). Después de una incubación de 6 h, se descartaron los medios viejos. Las células tratadas se irradiaron con o sin un láser de 808 nm (1,0 W / cm ² , 5 min) y se cultivaron durante las siguientes 24 h. La viabilidad celular se midió mediante un ensayo CCK-8 clásico de acuerdo con el protocolo.

Para confirmar adicionalmente las células vivas y muertas después del tratamiento con NIR, las células tratadas se tiñeron conjuntamente con calceína-AM / PI. Las células HepG2 se sembraron previamente en placas de 35 mm a una densidad de 1 × 10 ⁶ células por placa y se trataron con PBS, PBS + NIR, NP FA-IHA o NP FA-IHA + NIR. Después de 6 h de incubación, las células se irradiaron durante 5 min con láser de 808 nm (1 W / cm ² ) y se cultivaron durante las siguientes 24 h. Las células se tiñeron con calceína-AM / PI durante 30 min, se lavaron con PBS para eliminar el exceso de solución de tinte y luego se tomaron imágenes usando un microscopio de barrido láser confocal (calceína-AM lex =488 nm, lem =515 nm; PI lex =535 nm , lem =617 nm).

Modelo animal e imágenes de fluorescencia in vivo

Se obtuvieron ratones desnudos Balb / c del Centro de Ciencia Animal de Laboratorio de la provincia de Guangdong y se utilizaron según los protocolos aprobados por la Universidad Médica de Guangzhou. Para establecer tumores subcutáneos HepG2, 1 × 10 ⁶ Se inyectaron células HepG2 (en 100 μL de PBS) en la parte posterior de un ratón desnudo Balb / c.

Ratones portadores de tumores ( n =5) se obtuvieron imágenes mediante un sistema IVIS Spectrum disponible comercialmente (Caliper LifeSciences, EE. UU.) Antes y a los 10 min, 6 h, 12 h, 24 hy 48 h después de la inyección intravenosa de ICG libre, IHA NP y FA- NP de IHA.

Fotoquimioterapia combinatoria de tumores in vivo

Los ratones portadores de tumores se dividieron aleatoriamente en diferentes grupos ( n =5) y fueron tratados con PBS, Arte, NP de FA-IHA, ICG + NIR, NP de IHA + NIR y NP de FA-IHA + NIR (con igual dosis de Arte libre), respectivamente. Láser NIR de cinco minutos (808 nm, 1 W / cm ² ) para irradiar la región tumoral a las 24 h (día 0) y 48 h (día 1) después de la inyección intravenosa de estas muestras. Se registraron las imágenes térmicas y la temperatura de los ratones irradiados. Durante el tratamiento, el tamaño del tumor se registró cada 4 días y se calculó de acuerdo con la ecuación:volumen =(longitud del tumor) × (ancho del tumor) ² / 2. Los resultados se mostraron por el volumen relativo del tumor, que era el volumen del tumor dividido por el volumen del tumor inicial. Después del tratamiento, se recolectaron los órganos principales, incluidos el corazón, el hígado, el bazo, los pulmones y el riñón de los ratones de los grupos PBS y FA-IHA NP + NIR, se fijaron en formalina al 4%, se incrustaron en parafina, se tiñeron con H&E y se registraron mediante un microscopio digital.

Resultados y discusión

Síntesis y caracterización de NP de FA-IHA

La Figura 1 ilustra el uso esquemático de los NP de FA-IHA y su aplicación para la fototerapia combinatoria combinada dirigida a tumores guiada por imágenes. Los agentes teranósticos multifuncionales FA-IHA NPs se prepararon mediante un método de autoensamblaje simple y biocompatible. El ICG conjugado se empleó como agente de formación de imágenes por fluorescencia NIR y agente de fototerapia por sus propiedades de PTT-PDT. Además, el Arte cargado ejerció el efecto quimioterapéutico.

La imagen TEM de FA-IHA NPs muestra una estructura esférica monodispersa con un diámetro de aproximadamente 131,2 nm (Fig. 2a). Este diámetro hidrodinámico se confirmó como 131 ± 2,3 nm de largo en agua, solución salina tampón fosfato (PBS) y medio celular (Fig. 2b), según el análisis DLS. El potencial zeta de 131,2 ± 2,12 también se detectó como - 29,2 ± 1,13 mV en estos tres medios (Fig. 2c). Además, el diámetro de las NP de FA-IHA no tuvo cambios significativos durante 7 días en estos tres medios (Fig. 2d). Estos resultados indicaron que los NP de FA-IHA preparados tenían una buena estabilidad, probablemente debido al revestimiento de PEG y HSA. El espectro UV-vis-NIR de las NP de FA-IHA mostró el pico de absorción tanto de Arte como de ICG (Fig. 2e), lo que demuestra la existencia de Arte e ICG en las NP de FA-IHA. La tasa de carga de Arte fue de 98,6 ± 3,1% y la tasa de carga de ICG fue de 56,9 ± 2,4%. La Figura 2f muestra que los NP de FA-IHA tenían una propiedad de fluorescencia similar en comparación con el ICG libre.

Alentada por la fuerte absorción óptica NIR de las NP de FA-IHA, se evaluó la propiedad fototérmica de las NP de FA-IHA. Se irradiaron agua, ICG libre y NP de FA-IHA (con la misma concentración de ICG) con un láser de 808 nm (1 W / cm ² ). La temperatura de las NP de FA-IHA y el ICG libre aumentó en aproximadamente 36 ° C dentro de los 5 min de la irradiación (Fig.3a), mientras que el agua dio un incremento de temperatura de menos de 4 ° C, lo que demuestra que las nanopartículas contenidas en ICG tienen un efecto fototérmico significativo. efecto y tienen el potencial para la terapia del cáncer. Además, archivo adicional 1:la figura S1 muestra las curvas de calentamiento fototérmico de NP de FA-IHA en 5 min de irradiación láser de 808 nm con 0,5, 1 y 1,5 W / cm ² , lo que indica que la intensidad óptima del láser es 1 W / cm ² . Se realizaron las pruebas de fotoestabilidad en NP FA-IHA e ICG libre. El ICG libre mostró una disminución significativa de la temperatura después de cinco ciclos en comparación con los NP de FA-IHA (Fig. 3b). La Figura 3c muestra el cambio de intensidad de absorción de NP libres de ICG y FA-IHA antes y después de cinco ciclos de irradiación NIR (808 nm, 1 W / cm ² ). Los resultados sugirieron que la intensidad de absorbancia a 808 nm de ICG libre disminuyó después de cinco ciclos de irradiación NIR, mientras que los NP de FA-IHA mantuvieron la intensidad de absorbancia prístina. Además, comparamos la estabilidad de fluorescencia de NP libres de ICG y FA-IHA (Fig. 3d). Después de 30 días de almacenamiento a 4 ° C, la intensidad de fluorescencia de las NP de FA-IHA a 800 nm fue de 0,72 en comparación con su intensidad inicial de 1, mientras que la fluorescencia de ICG libre se redujo a 0,12 en comparación con su intensidad inicial, debido a la agregación inducida. -fotoblanqueo [36]. Estos resultados indicaron que el ICG conjugado covalentemente era más estable que el ICG libre, probablemente debido al autoensamblaje de HSA y PEG que protegía al ICG de la agregación inducida por el entorno interno, como el calor o la luz. Por lo tanto, estos resultados sugirieron que los NP de FA-IHA tenían un efecto fototérmico y una estabilidad fototérmica excelentes.

A continuación, se utilizó una sonda específica de ROS 1,3-difenilisobenzofurano (DPBF) para detectar la producción de ROS por las NP de FA-IHA después de la irradiación NIR. Como se muestra en la Fig. 4a, los NP de FA-IHA produjeron una cantidad significativa de ROS (0,58 en la absorbancia estándar) dentro de los 5 min de irradiación NIR en comparación con el ICG libre (0,35), lo que podría atribuirse a la terapia de combinación de NP de FA-IHA.

Con irradiación láser NIR (808 nm, 1 W / cm ² ) y la condición del pH, se investigó el rendimiento de liberación (Fig. 4b). Por el contrario, sin irradiación NIR, los NP de FA-IHA mostraron una liberación de Arte del 11,61% y 34,2% a pH 7,4 y pH 6,5, respectivamente, mientras que bajo irradiación NIR seis veces, los NP de FA-IHA mostraron un total de 68,4% de liberación de Arte a pH 6.5, lo que sugiere que la irradiación NIR y la condición ácida podrían desencadenar significativamente la liberación de Arte de los NP de FA-IHA. La irradiación NIR y la liberación del fármaco sensible al ácido probablemente se debieron a la expansión inducida por el calor de las nanopartículas de HSA y, además, en un entorno ácido, el H ⁺ podría cambiar la carga superficial de HSA que altere el equilibrio hidrofílico / hidrofóbico de las nanopartículas [37, 38].

Captación celular y detección de ROS intracelulares

Gracias a las propiedades de fluorescencia de ICG, la captación de NP de FA-IHA se observó directamente en las células HepG2 a través de un microscopio de fluorescencia. Como se muestra en la Fig. 5a, después del tratamiento de las células con NP de FA-IHA, el citoplasma mostró una fluorescencia ICG roja más fuerte que la observada en las células tratadas con NP de ICG e IHA libres. Además, FCM cuantificó la proporción de absorción celular de NP de FA-IHA como 52,3%, que era más alta que la de NP de IHA (25,2%) y la ICG libre (3,9%) (Fig. 5b). Los resultados demostraron que el FA conjugado facilitó que las nanopartículas se dirigieran a los receptores de FA en las células tumorales y así mejorar la captación de las células NP de FA-IHA [39, 40, 41].

Mediante el uso de un microscopio de fluorescencia, observamos la actividad fotodinámica intrínseca de las células tratadas con Arte-, ICG- y FA-IHA NPs con o sin irradiación NIR. Se usó una sonda ROS de diacetato de 2, 7-diclorodihidrofluoresceína para visualizar la producción celular de ROS. Los resultados mostraron que las NP de FA-IHA podrían inducir una producción de ROS significativamente mejorada en comparación con otras muestras después de 5 min de irradiación NIR (Fig. 6a). Los valores fluorescentes correspondientes se muestran en la Fig. 6b.

Fotoquimioterapia combinatoria de tumores in vitro

La Figura 7a muestra el cambio de temperatura de las células tratadas con PBS, ICG libre, NP de IHA y NP de FA-IHA (con la misma concentración de ICG) después de 5 min de irradiación NIR (1,0 W / cm ² ). La temperatura de las células tratadas con NP FA-IHA mostró el mayor aumento ( ΔT =31 ° C) en comparación con el de las células tratadas con PBS, ICG libre e IHA NP. La viabilidad de las células tratadas con Arte, IHA NP y FA-IHA NP a diferentes concentraciones durante 24 h sin irradiación NIR disminuyó al aumentar la concentración, mientras que el ICG libre a estas concentraciones no mostró ninguna citotoxicidad (Fig. 7b). Mientras tanto, el portador de fármacos FA-IH NP (FA-IHA NP sin Arte) tampoco mostró citotoxicidad significativa (archivo adicional 1:Figura S2). Por el contrario, después de la irradiación NIR (1,0 W / cm ² , 5 min), se observó una muerte celular dependiente de la concentración significativa en las células tratadas con ICG libre, NP de IHA y NP de FA-IHA (Fig. 7c). El efecto fue particularmente significativo en las células tratadas con NP de FA-IHA. El excelente efecto anticanceroso podría atribuirse a la fototerapia combinada dirigida, como el efecto quimioterapéutico del Arte liberado y el efecto terapéutico PTT-PDT del ICG. Además, se investigó la citotoxicidad de las NP de FA-IHA con o sin irradiación NIR mediante tinción dual con calceína-AM / PI. Las células tratadas con NP FA-IHA y la irradiación estaban casi completamente muertas en comparación con otros grupos tratados (Fig. 7d).

Imágenes de fluorescencia in vivo

Como se muestra en la Fig. 8a yb 0,1 h después de la inyección de ICG, IHA NP y FA-IHA NP libres, se pudo ver una fuerte señal de fluorescencia en todo el cuerpo de los ratones portadores de tumores. Las señales de fluorescencia aumentaron en la región del tumor con el tiempo, alcanzando el pico a las 24 h después de la inyección. Las señales de fluorescencia tumoral en el grupo de NP de FA-IHA fueron las más altas en comparación con las de los grupos de NP de ICG e IHA en todos los puntos evaluados (Fig. -efecto dirigido al tumor inducido. Además, la biodistribución en los tejidos principales, incluidos el corazón, el hígado, el bazo, los pulmones y los riñones, se realizó mediante un análisis cuantitativo de fluorescencia ex vivo 24 h después de la inyección. En todos los grupos evaluados, se detectaron fuertes señales de fluorescencia en el tejido hepático (Fig. 8c), lo que indica que la principal conversión metabólica de estos compuestos sigue una ruta hepática. Estos resultados demostraron que los NP de FA-IHA podrían acumularse selectivamente en tumores in vivo, probablemente inducido por el efecto dirigido a FA [37].

Fotoquimioterapia combinatoria de tumores in vivo

Como se muestra en la Fig.9a yb, la temperatura del tumor en los ratones portadores de tumor después del tratamiento con PBS, ICG libre, NP de IHA y NP de FA-IHA a las 24 h después de la inyección bajo 5 min de irradiación NIR (1 W / cm ² ) fue registrado por una cámara termográfica. Se detectó un aumento aproximado de 22,1 ° C de la región tumoral en el grupo tratado con NP de FA-IHA, que fue el más alto que el de otros grupos. Después de dos ciclos de irradiación NIR (día 0 y día 2), el grupo FA-IHA NPs + NIR exhibió una supresión significativa del crecimiento tumoral sin una recaída (Fig.9c), mientras que los grupos tratados con PBS, Arte, FA-IHA NPs, PBS + NIR, ICG + NIR e IHA NPs + NIR no mostraron una indicación clara de supresión tumoral. Además, después de 90 días, los ratones del grupo FA-IHA NPs + NIR mostraron una tasa de supervivencia del 100% (Fig. 9d). Estos resultados indican que los NP FA-IHA con irradiación NIR tuvieron una excelente eficacia terapéutica tumoral in vivo, probablemente debido a la fotoquimioterapia activa dirigida y combinada.

Finalmente, se utilizó tinción con hematoxilina y eosina (H&E) para evaluar la toxicidad de NP de FA-IHA. Las imágenes de la sección no mostraron lesiones histológicas significativas en comparación con el grupo tratado con PBS (Fig.10), lo que indica que los NP de FA-IHA tenían una toxicidad despreciable, que probablemente se debió a la seguridad de los ingredientes de los NP de FA-IHA, por lo que resultó beneficioso para los pacientes. su uso futuro en la práctica clínica.

Secciones de tejido teñidas con H &E de órganos principales, incluidos corazón, hígado, bazo, pulmones y riñón de ratones tratados con PBS y NP FA-IHA

Conclusiones

In conclusion, a multifunctional theranostic agent was prepared, covalently conjugating FA and ICG, and encapsulating Arte for imaging-guided tumor-targeted combinational photo-chemo therapy in vitro and in vivo. The prepared FA-IHA NPs showed excellent colloidal- and heat-stabilities and fluorescence property. Under NIR irradiation, FA-IHA NPs showed great photothermal effect which could trigger Arte release and produce much more ROS after NIR irradiation than free ICG that exhibited photodynamic performance. The conjugated FA facilitated a highly efficient cellular uptake and tumor accumulation in vitro and in vivo. Moreover, the highly effective anticancer efficacy of FA-IHA NPs combined active targeting thermal drug chemotherapy, such as PTT-PDT therapy, which was demonstrated in vitro and in vivo. Overall, the results obtained indicated that FA-IHA NPs might be a promising tumor-targeted system feasible for future nanomedicine applications.

Abreviaturas

Arte:: Artesunate
FA:: Folic acid
HSA:: Human serum albumin
ICG:: Indocyanine green
NIR:: Infrarrojo cercano
PDT:: Photodynamic therapy
PEG:: Polyethylene glycol
PTT:: Terapia fototérmica

Observación del efecto Hall de giro inverso fotoinducido extrínseco en un gas electrónico bidimensional GaAs / AlGaAs Efecto de las heteroestructuras bicapa CeO2 − x / ZnO y ZnO / CeO2 − x y la polaridad de electroformado en las propiedades de conmutación de la memoria no volátil

Nanomateriales

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