工程化的脂聚物纳米颗粒实现了阿达帕林（adapalene）和香芹酚（carvacrol）的同时递送：这是一种治疗模型动物乳腺癌的新疗法

《Journal of Drug Delivery Science and Technology》：Engineered lipo-polymeric nanoparticles accomplish concomitant-delivery of adapalene and carvacrol: A novel therapeutic approach to treat breast cancer in model animals

纳米药物递送系统联合适配酚与山莨菪酚增强乳腺癌治疗效果并减少毒性，通过脂聚合物纳米颗粒（LPNP）实现pH响应释放和高效药物负载。

　　

Ammar Khalid|Nazoora Khan|Mohd Saad Umar|Jameel H|Dheeraj Ps|Syed Shariq Naeem|Kafil Akhtar|Waseem Rizvi|Mohammad Owais

印度阿里格尔穆斯林大学跨学科生物技术系

摘要

基于纳米粒子的药物递送系统为提高难溶性和快速代谢的抗癌药物的治疗效果提供了一种强有力的策略。在本研究中，我们构建了一种脂质-聚合物纳米粒子（LPNP）平台，用于共同递送阿达帕林（ADA，一种具有潜在抗癌作用的合成维甲酸类物质）和香芹酚（CV，一种疏水性酚类化合物），后者通过互补机制增强细胞毒性。通过纳米沉淀法合成的ADA + CV-LPNPs形成了单分散的球形纳米粒子（直径116.8 ± 4.7纳米），具有较高的包封效率（ADA为87.3 ± 2.9%，CV为85.9 ± 3.1%），并且释放具有pH依赖性（在pH 5.5时释放率约为80%，而在pH 7.4时低于40%）。共聚焦成像证实这些纳米粒子能够有效地进入MDA-MB-231细胞。与游离的ADA（28.1 ± 0.7 μM）和CV（92.1 ± 5.5 μM）相比，ADA + CV-LPNPs表现出更强的细胞毒性（IC50 = 4.83 ± 0.08 μM），并且具有显著的协同效应（CI50 = 0.55），同时使剂量减少了4倍（DRI95 = 4.37）。有趣的是，在4T1原位模型中，ADA + CV-LPNPs使肿瘤体积减少了95.2%，并几乎使生存期延长了一倍，且未引起肝脏或肾脏毒性。组织学和Ki-67分析显示肿瘤消退，增殖指数低于2%。本研究的数据突显了这种双药载纳米粒子作为增强抗癌治疗的纳米技术平台的潜力。

引言

乳腺癌约占全球死亡人数的10%，是女性发病率和死亡率的主要原因之一[1]。尽管外科手术、放射治疗和免疫治疗取得了显著进展，化疗仍然是治疗各种类型癌症最常用的方法。然而，传统化疗常常表现出全身毒性、不良副作用以及缺乏特异性，这些因素降低了治疗效果和患者的生活质量[2]。这些局限性凸显了开发新方法以改善药物疗效和临床结果的同时减少相关毒性的迫切需求。

近年来，基于纳米粒子的药物递送系统（NBDDS）作为一种强大的工具出现，用于克服传统化疗的局限性。除了规避毒性问题外，NBDDS还具有多种优势，包括提高难溶于水的药物的溶解度、防止药物过早降解、改善药代动力学以及同时递送多种治疗剂的能力[3,4]。已经开发了多种纳米载体，如脂质体、聚合物纳米粒子、胶束和混合结构，以优化抗癌药物的递送[5]。其中，脂质-聚合物纳米粒子（LPNPs）结合了聚合物载体的结构优势与脂质体的生物相容性和药物装载灵活性，在联合治疗应用中受到了越来越多的关注[6,7]。ADA作为一种第三代合成维甲酸类物质，主要用于治疗痤疮，已显示出强大的抗癌作用[8,9]。它能够诱导S期细胞停滞、细胞凋亡和DNA损伤，并调节多种癌症（如黑色素瘤、结直肠癌和乳腺癌）中的致癌调节因子c-MYC和CDK2[10,11]。除了细胞毒性外，ADA还通过增强传统药物（如多柔比星）和PI3K抑制剂在三阴性乳腺癌模型中的疗效而表现出化学增敏作用[10]。尽管ADA的抗癌活性已有充分记录，但由于药代动力学方面的挑战，其临床应用受到限制[12]。开发有效的ADA递送系统是其在肿瘤学中得到应用的关键步骤。

香芹酚（CV）是一种天然单萜酚类化合物，存在于牛至和百里香的精油中，通过产生活性氧（ROS）、诱导线粒体凋亡以及抑制与肿瘤增殖和侵袭相关的PI3K/Akt和MMP通路来发挥抗癌作用[13, [14], [15]]。因此，ADA和CV的组合似乎是一种合理的搭配——CV产生的ROS介导的线粒体应力可能放大ADA诱导的DNA损伤和细胞凋亡。

在本研究中，我们开发了一种新型的基于LPNP的联合递送系统，用于同时封装阿达帕林（ADA）和香芹酚（CV），以利用这两种药物之间的协同作用，并解决它们游离形式时存在的溶解性和递送问题。我们的方法利用LPNPs的优势，确保最大程度的药物封装、提高生物利用度，并在肿瘤部位实现有效积累。这项研究为开发基于纳米医学的乳腺癌联合治疗策略迈出了重要一步。

化学物质

阿达帕林（ADA，CAS 106685-40-9）和香芹酚（CV，CAS 499-75-2）购自印度海得拉巴的BLD Pharmatech公司。DSPE-PEG2000购自美国Cayman Chemical公司。PLGA（75:25 LA:GA，分子量25,000）购自印度瓦多达拉的Nomisma Healthcare公司。胆固醇（纯度99%）由瓦多达拉的Suvidhinath Laboratories公司提供。PVA（水解度87–89%，分子量13,000–23,000）、硬脂酸、乙醇、丙酮及其他分析级化学品均购自印度Sigma-Aldrich公司。DMEM和FBS则来自其他供应商。

ADA-CV-LPNPs的特性

空白LPNs（不含药物）的粒径为110.33 ± 2.86纳米，而双药装载的LPNs（ADA + CV-LPNPs）的平均粒径约为116.77 ± 4.68纳米（见图1 [A] [B]）。空白LPNs和双药装载LPNs的多分散指数（PDI）分别为0.361 ± 0.04和0.309 ± 0.02（<0.5）。

ζ电位反映了合成纳米粒子的表面电荷情况，表明了它们的稳定性以及对细胞的渗透性。

讨论

基于纳米医学的药物递送平台在体内递送药物分子方面展现出巨大潜力，因为它们能够提高药物的溶解度、生物利用度并减少全身毒性。本文报道了一种成功设计的双药装载脂质-聚合物纳米粒子（ADA + CV-LPNP）系统，该系统具有良好的物理化学和治疗效果。

纳米粒子尺寸均匀（约116.77纳米）且多分散性低

结论

这种双药装载的脂质聚合物纳米粒子系统能够长时间持续递送阿达帕林和香芹酚。形成的LPNs对pH变化具有响应性，适用于治疗动物模型中的癌细胞。ADA + CV-LPNPs在体外和体内的乳腺癌模型中均表现出优异的抗癌效果，并且安全性良好。这些观察结果表明，这种纳米药物递送系统值得进一步研究。

作者贡献声明

Ammar Khalid：验证、研究。Nazoora Khan：验证、软件、研究。Mohd Saad Umar：项目管理、数据管理。Jameel H：方法学、研究、概念设计。Dheeraj Ps：验证、软件、资源管理、项目管理。Syed Shariq Naeem：验证、软件、资源管理、项目管理。Kafil Akhtar：方法学、数据管理。Waseem Rizvi：软件、资源管理、资金获取。Mohammad Owais：撰写、审稿与编辑。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

MO感谢印度政府ICMR提供的财政支持（2010年9月35日）。我们感谢阿里格尔穆斯林大学Jawaharlal Nehru医学院药理学系提供的实验设施和支持。同时，我们也感谢新德里全印度医学科学研究所药理学系的Pooja Gupta博士在透射电子显微镜方面的帮助。