BIOI 最新速递 | 优化超小纳米颗粒以增强药物输送

血脑屏障（BBB）是药物输送到正常大脑的物理和生化屏障，人们围绕调节或绕过BBB以提供治疗药物的方法开展了广泛研究，但并没有使脑部疾病治疗格局发生显著的变化。

主要内容

BIO Integration

近年来，纳米颗粒已被证明具有穿透功能失调BBB的出色能力，能够保护药物免受循环降解和减少全身毒性作用，可以作为将药物输送到中枢神经系统的理想载体。此外，由于直径小，纳米颗粒可以穿透肿瘤血管间隙进入肿瘤，而肿瘤淋巴引流受阻使得纳米颗粒留存在肿瘤局部。聚乙二醇（PEG）修饰可降低纳米颗粒的分子间相互作用和免疫原性，从而提高纳米颗粒在体内的稳定性并降低吞噬作用。目前，聚乙二醇化已被广泛用于优化药物递送载体和提高药物在循环中的稳定性和浓度，每个纳米颗粒系统都有最佳的PEG含量。替莫唑胺（TMZ）是治疗恶性胶质瘤（MG）的一线药物，而BBB显著削弱其抗癌特性并加强全身毒性。因此，促进TMZ通过功能失调的BBB并减少全身毒性作用是治疗MG的目标。

近期，BIO Integration最新上线一篇Original Article “Optimization of Ultra-Small Nanoparticles for Enhanced Drug Delivery”。在文章中，作者使用聚乙二醇化增量系统（30wt % PEG，40 wt % PEG和50 wt % PEG）开发用于TMZ递送的稳健优化的超细胞渗透胶束（HCPMi）纳米平台，验证其稳定性和快速细胞摄取速率，并通过体外细胞毒性测定分析该纳米平台递送TMZ治疗脑恶性肿瘤的可行性。

作者发现，将具有30%，40%或50%聚乙二醇化的罗丹明标记的超细胞渗透胶束（HCPMi）添加到体外培养的人胶质瘤细胞系U87MG和U251MG中，细胞内荧光强度均显著累积，而商品化胶束（DSPE）组细胞几乎没有荧光信号，可见优化型HCPMi的细胞摄取特性远优于DSPE。进一步分析发现，三种聚乙二醇化HCPMi包封TMZ后的细胞毒性均显著强于DSPE，并随TMZ浓度的增加而增加（从0.3125 μM增加到1.25 μM）。且TMZ浓度达到1.25μM时，HCPMi的细胞毒性趋于平稳，这确定了HCPMi作为药物载体可以输送的最高TMZ含量，其不随PEG含量的不同而变化。

图1 U87MG 和U251MG细胞系中DSPE 和聚乙二醇化 HCPM 的体外细胞摄取和细胞毒性

作者通过测定细胞活力，在体外比较了四种形式的TMZ（母体药物，BC，DSPE和30%聚乙二醇化HCPMi封装的TMZ）在U87MG细胞中的细胞毒性。当TMZ浓度达到1.25μM时，30%聚乙二醇化HCPMi包封的TMZ对MG表现出最佳的细胞毒性作用。

图2 与母体药物相比，包封在 BC、DSPE 和 30% 聚乙二醇化 HCPMis 中的 TMZ 在 U87MG 细胞系中的体外细胞毒性

本研究表明，优化的HCPMi包封TMZ比母体药物TMZ和DSPE包封的TMZ表现出更大的抗癌特性，30%聚乙二醇化HCPMi显示出最佳的TMZ包封率和细胞摄取率，这种超小纳米平台可用于在BBB上递送其他药物，以治疗脑恶性肿瘤。

引用方式：

Shishi He, Yanni Fu, Zicong Tan, Qun Jiang, Kangling Huang, Phei Er Saw, Yan Nie and Mingyan Guo. Optimization of Ultra-Small Nanoparticles for Enhanced Drug Delivery. BIO Integration 2022.

DOI: 10.15212/bioi-2022-0015

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转自：“ISE学术前沿”微信公众号

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