Study of the efficiency of cellular accumulation of doxorubicin supplied with a targeted delivery system based on phospholipid nanoparticles with integrin-directed peptide

Abstract

Chemotherapeutic agents containing targeted systems are a promising pathway to increase the effectiveness of glioblastoma treatment. Specific proteins characterized by increased expression on the surface of tumor cells are considered as possible targets. Integrin αvβ3 is one of such proteins on the cell surface. It effectively binds the cyclic Arg-Gly-Asp (cRGD) peptide. In this study, the cRGD peptide-modified doxorubicin (Dox) phospholipid composition was investigated. The particle size of this composition was 43.76±2.09 nm, the ζ-potential was 4.33±0.54 mV. Dox was almost completely incorporated into the nanoparticles (99.7±0.58%). The drug release increased in an acidic medium (at pH 5.0 of about 35±3.2%). The total accumulation and internalization of Dox used the composition of phospholipid nanoparticles with the targeted vector was 1.4-fold higher as compared to the free form. In the HeLa cell line (not expressing αvβ3 integrin) this effect was not observed. These results suggest the prospects of using the cyclic RGD peptide in the delivery of Dox to glioblastoma cells and the feasibility of further investigation of the mechanism of action of the entire composition as a whole.

Influence of Adding cRGD Peptide to Phospholipide Nanoparticles with Doxorubicin Included on Apoptosis in Glioblastoma Cells in Vitro

“…Получение фосфолипидной композиции Dox с адресным циклическим пептидом (cRGD) (NPh-Dox-cRGD) и без него (NPh-Dox) проводили согласно методике [25], используя соевый фосфатидилхолин Lipoid S100 ("Lipoid", Германия), доксорубицина гидрохлорид ("Омутнинская научная опытно-промышленная база", Россия), а также пептид cRGDfC ("Синтон-Лаб", Россия), DSPE-Peg2000-Mal ("Avanti", США). Массовое соотношение основных компонентов Lipoid S100:cRGD:Dox составляло 20:1:1.…”

“…Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что использование адресного пептида не приводило к снижению/изменению цитотоксического действия Dox. Проведенное нами ранее исследование показало большее накопление Dox при инкубации экспрессирующих на своей поверхности интегрин α v β 3 опухолевых клеток с композицией, содержащей cRGD [25]. Полученные данные по оценке цитотоксичности и пути гибели опухолевых клеток in vitro также показывают перспективность NPh-Dox-cRGD.…”

“…Для решения указанных недостатков проводится много исследований в области разработки различных наночастиц для встраивания лекарственных соединений, в частности, большинство работ направлено на разработку адресных систем доставки. В нашей предыдущей работе [25]…”

“…Ранее нами была разработана фосфолипидная композиция Dox с адресным сRGD-пептидом (NPh-Dox-cRGD) и показана ее эффективность по интернализации и общему накоплению Dox на клеточной линии ГБМ человека U-87 MG [25]. Целью настоящего исследования была оценка цитотоксического действия и пути гибели опухолевых клеток после инкубирования с разработанной фосфолипидной Dox-содержащей композицией с cRGD-пептидом.…”

“…Различия считали статистически значимыми при p≤0.05. На рисунках данные представлены как среднее ± стандартная ошибка среднего.РЕЗУЛЬТАТЫВ работе исследовали разработанную ранее композицию NPh-Dox-cRGD[25], содержащую аффинный к интегрину α v β 3 адресный циклический пептид cRGD[27]. На поверхности опухолевых клеток ГБМ выявлен достаточно высокий уровень интегрина α v β 3 , позволяющий обеспечить повышенный захват зондов для доставки лекарств[18].…”