転移性甲状腺癌細胞へのジェムシタビンプロドラッグカクテルの単一高分子ナノ粒子デリバリーへの精密エンジニアリング

Precise engineering of Gemcitabine prodrug cocktails into single polymeric nanoparticles delivery for metastatic thyroid cancer cells.

• Chenggong Liu
• Qiongmei Han
• Hua Liu
• Cuirong Zhu
• Wei Gui
• Xiaodong Yang
• Wansen Li

抄録

グローボカンは、2019年の罹患率、死亡率、有病率をもとに、185カ国の36種類のがんを推計しています。現在、免疫療法、ラジオ波療法、ホルモン療法、遺伝子治療の中で、化学療法が最も広く使われているがん治療です。ここでは、化学療法ジェムシタビン（GEM）薬物の送達によってもたらされる複数の課題に対処するために、薬物再構成、超分子ナノアセンブリー、および腫瘍特異的ターゲティングを相乗的に組み合わせた、非常にシンプルでありながら費用対効果の高いアプローチを記述しています。本研究では、疎水性のリノール酸とアミド基を介した共有結合により、優れた定常ナノ粒子サイズに自己組織化することを明らかにした。新たに合成したGEM-NPsの形態を各種電子顕微鏡で確認した。合成に成功した後、B-CPAP(甲状腺乳頭癌)やFTC-133(ヒト濾胞性甲状腺癌)に対するGEMおよびGEM-NPの抗癌性を評価した。さらに、AO-EB（アクリジンオレンジエチジウムブロマイド）、核染色、フローサイトメトリーを用いた細胞死メカニズムの解析を行った結果、甲状腺癌細胞における細胞毒性はアポトーシスと関連していることが明らかになった。GEM-NPはGEMと比較して優れた生体適合性を示した。本研究により、GEM-NPsは甲状腺がん化学療法の安全で希望に満ちた戦略であり、さらなる臨床評価に値することが示された。

GLOBOCAN estimates 36 types of cancers in 185 countries based on the incidence, mortality, and prevalence in the year 2019. Nowadays, chemotherapy is the most widely used cancer treatment among immune, radio, hormone, and gene therapies. Here, we describe a very simple yet cost-effective approach that synergistically combines drug reconstitution, supramolecular nano-assembly, and tumor-specific targeting to address the multiple challenges posed by the delivery of the chemotherapeutic Gemcitabine (GEM) drug. The GEM prodrugs were gifted to impulsively self-assemble into excellent steady nanoparticles size on covalent conjugation of linoleic acid hydrophobic through amide group with ∼100 nm. Newly synthesized GEM-NPs morphology was confirmed by various electron microscopic techniques. After successful synthesis, we have evaluated the anticancer property of GEM and GEM-NPs against B-CPAP (papillary thyroid carcinoma) and FTC-133 (human follicular thyroid carcinoma) cancer cell lines. Further studies such as AO-EB (acridine orange-ethidium bromide), nuclear staining and flow cytometry analyses on cell death mechanism signified that the cytotoxicity was associated with apoptosis in thyroid cancer cells. GEM-NPs show excellent biocompatibility compared to GEM. The present study explained that GEM-NPs as a safe and hopeful strategy for chemotherapeutics of thyroid cancer therapy and deserve for further clinical evaluations.