Acta Pharmaceutica Sinica B：阿霉素偶联siRNA脂质纳米粒用于联合治疗肿瘤

导读

逃避细胞凋亡是癌症的一个标志，部分原因是抗凋亡蛋白B细胞淋巴瘤2(Bcl2)的过度表达。在包括淋巴瘤在内的多种癌症类型中，Bcl2过表达。靶向治疗Bcl-2已在临床上证明了有效性，并结合化疗进行了广泛的临床试验。因此，小干扰RNA(SiRNA)等bcl2靶向药物和阿霉素(DOX)等化疗药物共给药系统的发展为癌症的联合治疗提供了可能。脂质纳米粒(LNPs)是一种结构紧凑的临床先进的核酸递送系统，适合于siRNA的包裹和递送。受到正在进行的白蛋白搭便车阿霉素前体药物临床试验的启发，我们开发了一种通过将阿霉素偶联到携带siRNA的LNPs表面的DOX-siRNA联合递送策略。我们优化的LNPs能够有效地击倒Bcl-2并将DOX高效地输送到Burkitts淋巴瘤(Raji)细胞的细胞核中，从而有效地抑制了淋巴瘤小鼠模型的肿瘤生长。基于这些结果，我们的LNPs可能为多种核酸和DOX的联合传递提供一个平台，为开发新的联合癌症治疗方法提供平台。

论文ID

题目：Doxorubicin-conjugated siRNA lipid nanoparticles for combination cancer therapy

译名：阿霉素偶联siRNA脂质纳米粒用于肿瘤联合治疗

期刊：Acta Pharmaceutica Sinica B                                   

IF：14.903

发表时间：2023.4

通讯作者单位:宾夕法尼亚大学

DOI号：https://doi.org/10.1016/j.apsb.2022.07.011

主要内容

世界卫生组织估计，2020年全球有1000万人死于癌症，高于2018年的940万例癌症相关病例。癌症治疗通常涉及使用系统管理的疗法，如化疗或免疫疗法，或单独或联合使用的局部疗法(如手术)。对于非霍奇金淋巴瘤患者，化疗是主要的治疗选择。然而，许多癌症患者对化疗没有反应或随着时间的推移失去反应性，部分原因是癌细胞对凋亡的抵抗。

最近的研究表明，细胞通过多种机制逃避细胞凋亡，包括通过非同源末端连接蛋白增强DNA修复或过度表达抗凋亡蛋白，这些机制可以单独作用，也可以协同作用。一种主要的抗凋亡因子是B细胞淋巴瘤2(Bcl2)蛋白家族，近30年前在非霍奇金淋巴瘤中发现。Bcl2被掺入线粒体膜和内质网膜，可阻止凋亡诱导因子和细胞色素c的释放，抑制caspase介导的细胞凋亡。由于Bcl2在细胞凋亡途径中的重要作用，已有多种治疗策略被用来抑制或下调Bcl2蛋白。例如，Bcl2靶向的反义寡核苷酸(ASOS)如Oblimersen、SPC2996 LNA Gapmer或PNT2258d被开发出来，并在包括多发性骨髓瘤和白血病在内的各种癌症的临床试验中进行了测试。2016年，美国食品和药物管理局(FDA)批准Bcl-2小分子抑制剂V entoclax作为治疗慢性淋巴细胞白血病患者的单一疗法。然而，由于这种单一疗法的益处有限，目前许多临床试验正在进行中，以评估与各种化疗药物的联合治疗，如阿霉素(DOX)。DOX是一种促凋亡药物，可导致细胞死亡。然而，癌细胞过度表达Bcl2可以在很大程度上抵消DOX的药理作用。因此，开发一种临床先进的平台，共同提供bcl2靶向治疗药物和DOX，将极大地促进联合癌症治疗。

阿霉素偶联Bcl2 siRNA脂质纳米粒(siBcl2LNP2-DOX)的制备

最近的研究表明，DOX和其他核酸的联合传递可以增强对许多癌症类型的治疗效果。研究报告了利用丝素蛋白传递Survivin siRNA和DOX用于乳腺癌治疗以及短发夹状RNA和DOX对抗胃癌的有希望的结果。此外，已经合成了CRISPR/Cas9和shRNA表达载体，可能与DOX共输送，成为一种有前景的癌症治疗策略。近年来，人们一直致力于联合传递Bcl2 siRNA(SiBcl2)和DOX，用于卵巢癌、胶质瘤和其他癌症的联合治疗。到目前为止，纳米粒是这些应用中使用最广泛的药物载体，因为它们具有多功能，能够包裹或结合药物。然而，这些递送系统中的大多数是不可降解的、复杂的，并且生物活性不足。脂质纳米粒(LNPs)是一种临床先进的递送系统，可以有效地包裹siRNA并促进其在细胞内的递送，因此是一种很有前途的联合递送Bcl2 siRNA和DOX的平台。LNPs的成功在于它们能够在生理上相关的中性pH下保持稳定，但在酸性条件下被电离，如细胞的内体隔室，使LNPs能够从内体逃逸并将siRNA释放到细胞质中。在过去的二十年里，基于LNP的核酸递送系统的开发取得了重大进展。第一种基于LNP的siRNA疗法Onpattro于2018年被FDA批准用于治疗遗传性转甲状腺素介导的多发性神经病。最近，两种基于伦敦核蛋白的新冠肺炎基因疫苗获得了紧急使用授权。

LNP介导的荧光素酶体外基因敲除

与脂质体不同，如FDA批准的阿霉素脂质体药物Doxil中使用的脂质体，LNPs具有紧凑的球形结构，并且高度优化了siRNA的传递。因此，通过物理包裹的方式将化疗药物掺入siRNALNPs中可能会破坏其高度有序的结构，并导致潜在的问题，如低包封率或由于在脂质双层中积累而使其球形不稳定。为了绕过这些问题，我们开发了一种策略，将阿霉素直接偶联到LNP上。我们通过硫醇-马来酰亚胺Michael加成点击反应将DOX的(6-马来酰亚胺基)肼衍生物(DOX-Emch)偶联到LNP表面，对合成的siRNA-LNPs进行修饰。DOXEMCH是一种DOX的临床前药，具有马来酰亚胺基团和可酸裂解的腙键，静脉注射后可与白蛋白结合，延长其循环半衰期，并在酸性环境中释放母体药物。受此过程的启发，我们制备了含硫磷脂的硫代化LNP，将DOX-Emch偶联到LNPs的表面。我们优化的LNP配方siBcl-2 LNP2DOX在Burkitts淋巴瘤(Raji)细胞中实现了对Bcl-2的有效击倒，同时还成功地将DOX输送到细胞核。我们还提供了体内证据，证明siBcl-2 LNP2-DOX可以有效地抑制NSG小鼠淋巴瘤模型的肿瘤生长。这些结果表明，我们的LNPs可能为多种核酸和DOX的联合传递提供了一个平台，可以用于开发多种癌症的联合疗法。

DOX偶联siRNA LNPs的细胞内递送、Bcl-2基因敲除和caspase-3活性研究

总结

综上所述，我们开发了一种用于联合化疗和RNAi治疗的DOX-偶联siRNA LNP平台。优化的LNP实现了有效的Bcl-2沉默，同时还以受控的方式递送DOX。这种双重递送系统在淋巴瘤细胞中表现出强烈的毒性，因为增加了细胞凋亡率。最后，我们证明了将DOX引入LNPs增强了针对Bcl2的RNAi治疗，并抑制了淋巴瘤小鼠模型中的肿瘤生长。因此，我们的DOX偶联策略在增强抗肿瘤功效方面具有很大的前景。综上所述，这些结果表明，DOX标记的LNPs是一种有希望的癌症联合治疗候选药物，并且在未来可能被用于多种类型的癌症的治疗。

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.apsb.2022.07.011

转自：“生物医学科研之家”微信公众号

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