Apoferritin: Nanotransportér pro cílené dopravování léčiv

Rakovina je skupina nádorových onemocnění při kterém dochází k nekontrolovatelnému růstu a množení buněk, které ztrácí schopnost apoptózy 1. Aktuálně používané metody léčby, jako je chemoterapie, radioterapie nebo chirurgická léčba, nejsou dostačující co se týče efektivnosti a počtu vyléčených pacientů ². To je zapříčiněno i používáním cytostatických léčiv, které zastavují růst buněk, a to jak rakovinných, tak i zdravých, což způsobuje mnoho vedlejších účinků doprovázejících léčbu ³. Mezi nejčastěji používaná cytostatická léčiva patří anthracyklinové antibiotikum doxorubicin, poškozující myokard, čímž zhoršuje srdeční činnost³. Z těchto důvodů se v poslední době přikládá velká pozornost studiu nanotransportérů a cílenému dopravování léčiv ⁴. Jako nanotransportéry mohou být použity zlaté nanočástice ⁵, lipozomy ^6,7, kvantové tečky ⁸ nebo proteiny, jako je apoferritin. Cílené dopravování léčiv pomocí nanotransportérů je založeno na enkapsulaci cytostatického léčiva do dutiny nanotransportéru nebo navázání léčiva na jeho povrch⁹. Povrch nanotransportéru může být následně modifikován specifickým druhem protilátky, díky které se nanotransportéry dostanou na místo určení, kde je po změně podmínek (změna pH, teploty) léčivo uvolněno ³. Tím dochází ke snížení vedlejších účinků a působení léčiva pouze na nádorové buňky. Kromě cíleného dopravování léčiv vznikají další nové možnosti aplikací nanočástic jako použití při diagnostickém zobrazování ^10,11. Kombinace diagnostického zobrazování a cíleného transportu formuje nový, perspektivní obor nanomedicíny ⁴ , teranostiku ^12,13. Při pouhé modifikaci povrchu nanotransportéru protilátkami vzniká stericky nejednoznačný komplex, tudíž není zajištěno, že cílící protilátka bude navázána přes Fc region a její aktivní část správně geometricky orientována k vnějším antigenům. Z tohoto důvodu se tato práce zabývá modifikací povrchu a navázáním různých komponent na nanotransportér, prokázáním jejich vazby a důkazem selektivního cílení navrženého nanotrasportéru na nádorové buňky. Základem navrženého nanotransportéru byl protein apoferritin s enkapsulovaným anthracyklinovým antibiotikem doxorubicinem, který byl do apoferritinu uzavřen na základě změny pH. Další složkou nanotransportéru byly zlaté nanočástice, HWR peptid a specifická cílící protilátka. HWR peptid (HWRGWVC) byl vyroben v naší laboratoři a je odvozen od proteinu G, který má schopnost vázat protilátky prostřednictvím interakce s Fc regionem, což zaručuje správnou orientaci protilátky k vnějším antigenům¹⁴.

Obr. 1: Afinita zlata k SH skupinám cysteinu Obr. 2: Vliv modifikace zlatými nanočásticemi Obr. 3: Vliv použití HWR peptidu Obr. 4: Vliv použití IgG protilátky Obr. 5: Vliv koncentrace anti-IgG protilátky

1. Ferrari M.: Nature Reviews Cancer, 5, 161 (2005).
2. Chomoucka J., Drbohlavova J., Huska D., Adam V., Kizek R., Hubalek J.: Pharmacological Research, 62, 144 (2010).
3. Drbohlavova J., Chomoucka J., Adam V., Ryvolova M., Eckschlager T., Hubalek J., Kizek R.: Current Drug Metabolism, 14, 547 (2013).
4. Kawasaki E. S., Player A.: Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, 1, 101 (2005).
5. Patra C. R., Bhattacharya R., Mukhopadhyay D., Mukherjee P.: Advanced Drug Delivery Reviews, 62, 346 (2010).
6. Hu Y. R., Li K., Wang L., Yin S. S., Zhang Z. Z., Zhang Y.: Journal of Controlled Release, 144, 75 (2010).
7. Malam Y., Loizidou M., Seifalian A. M.: Trends in Pharmacological Sciences, 30, 592 (2009).
8. Marchal F., Pic E., Pons T., Dubertret B., Bolotine L., Guillemin F.: Bulletin Du Cancer, 95, 1149 (2008).
9. Mishra B., Patel B. B., Tiwari S.: Nanomedicine-Nanotechnology Biology and Medicine, 6, 9 (2010). 10. Gu F. X., Karnik R., Wang A. Z., Alexis F., Levy-Nissenbaum E., Hong S., Langer R. S., Farokhzad O. C.: Nano Today, 2, 14 (2007).
11. Wang J. Q., Sui M. H., Fan W. M.: Current Drug Metabolism, 11, 129 (2010).
12. Sumer B., Gao J. M.: Nanomedicine, 3, 137 (2008).
13. Svenson S.: Molecular Pharmaceutics, 10, 848 (2013).
14. Janu L., Stanisavljevic M., Krizkova S., Sobrova P., Vaculovicova M., Kizek R., Adam V.: Electrophoresis, 34, 2725 (2013).

PDF