Модифікування нанотрубок як носія активних фармацевтичних інгредієнтів фототерапії раку

Abstract

У статті розглядаються методики використання фототерапії, включаючи використання наноносіїв з високою здатністю завантажувати ліки та ефективність доставки для цільової терапії. Показано особливості природних нанотрубок галлоїзиту (ГНТ) для побудови біоміметичної платформи наноносіїв для конкретної цільової доставки фототерапевтичних засобів. ГНТ були модифіковані полі(натрій-стиренсульфонатом) для підвищення біосумісності. Надалі функціоналізували пустоти, завантажуючи фотосенсибілізатор типу II індоціанін зелений. Було показано, що наноносій без подальшого прив'язування цільових груп асоціюється з мембраною гігантських одношарових пухирців за допомогою ефекту Пікерінга. Застосування наноносія до клітин раку молочної залози людини призвело до смертності клітин до 95%. Наноносій був додатково покритий клітинними мембранами MDA-MB-436, щоб наділити його цільовою ефективністю терапії проти раку молочної залози, що було підтверджено експериментами in vivo з використанням пухлин раку молочної залози у мишей. Наноносій з мембранним покриттям та біосумісний переважно концентрується в тканині пухлини та ефективно зменшує об’єм пухлини за рахунок поєднання фотодинамічних та фототермічних ефектів при ближньому інфрачервоному освітленні. Наші результати демонструють, що наноносій на основі ГНТ завдяки підготовці та високій навантажувальній здатності може бути перспективним кандидатом для розробки мембранних наноносіїв.

The article discusses phototherapy has drawn increasing attention including the use of nanocarriers with high drug loading capacity and delivery efficacy for target-specific therapy. We have made use of naturally-occurring halloysite nanotubes to build a biomimetic nanocarrier platform for target-specific delivery of phototherapeutic agents. The GNTs were decorated with poly(sodiump-styrenesulfonate) to enhance the biocompatibility, and were further functionalized bylumen loading the type-II photosensitizer indocyanine green. The GNT-PSS-ICG nanocarrier, without further tethering targeting groups, was shown to associate with the membrane of giant unilamellar vesicles via Pickering effects. Application of GNT-PSSICG nanocarrier to human breast cancer cells gave rise to a cell mortality as high as 95%. The GNT-PSS-ICG nanocarrier was further coated with MDA-MB-436 cell membranes to endow it with targeting therapy performance against breast cancer, which was confirmed by in vivo experiments using breast cancer tumors in mice. The membrane-coated and biocompatible nanocarrier preferentially concentrated in the tumor tissue, and efficiently decreased the tumor volume by a combination of photodynamic and photothermal effects upon near-infrared light exposure. Our results demonstrate that the ГНТ-based nanocarrier by virtue of facial preparation and high loading capacity can be a promising candidate for membrane-targeting nanocarriers.