白血病細胞株におけるメトトレキサートの抗腫瘍能力を改善するためのハロイサイト送達システムに基づくプロドラッグ

プロドラッグアプローチ、およびターゲットサイトで化学療法剤を提供できる特定のシステムの開発は、その投与に関連するしばしば副作用を減らすことが依然として困難です。これに関連して、メトトレキサート薬物分子（MTX）とビオチンリガンド部分の両方が、その受容体がいくつかの癌細胞の表面で過剰発現しているため、多機能および「スマート」送達システムに基づいてナノ材料を発症するために、ハロイサイトナノチューブ（HNT）にロードされました。ビオチンが果たす重要な役割を強調するために、HNTとMTXに基づいたキャリアシステムも合成されました。詳細には、いくつかのアプローチが想定されていました。i）粘土と薬物の間の超分子相互作用。ii）HNTS外面への薬物の共有結合グラフト、およびiii）両方のアプローチの組み合わせ。得られたナノ材料は、熱重量分析、FT-IR、およびUV-VIS分光法、DLSおよびζ電位測定によって特徴付けられ、形態はHAADF/STEM調査によって画像化されました。異なるpH条件での運動放出実験も実施されました。最後に、癌療法におけるHNTに基づいたプロドラッグ送達システムの概念実証適用として、細胞毒性効果は、急性骨髄性白血病細胞株HL60およびその多剤耐性変異体HL60Rで評価されました。得られた結果は、MTXプロドラッグシステムとビオチン化されたシステムの両方が生物活性に重要な役割を果たし、癌治療の有望な薬剤であることを示しました。

The prodrug approach, as well as the development of specific systems able to deliver a chemotherapeutic agent in the target site, decreasing the side effects often associated with its administration, are still a challenging. In this context, both methotrexate drug molecules (MTX) and biotin ligand moieties, whose receptors are overexpressed on the surface of several cancer cells, were loaded on halloysite nanotubes (HNTs) to develop nanomaterial based on multifunctional and "smart" delivery systems. To highlight the crucial role played by biotin, carrier systems based on HNTs and MTX were also synthetized. In detail, several approaches were envisaged: i) a supramolecular interaction between the clay and the drug; ii) a covalent grafting of the drug onto the HNTs external surface and, iii) a combination of both approaches. The nanomaterials obtained were characterized by thermogravimetric analysis, FT-IR, and UV-vis spectroscopies, DLS and ζ-potential measurements and the morphologies were imaged by HAADF/STEM investigations. Kinetic release experiments at different pH conditions were also performed. Finally, as a proof-of-concept application of our pro-drug delivery systems based on HNTs in cancer therapy, the cytotoxic effects were evaluated on acute myeloid leukemia cell lines, HL60 and its multidrug resistance variant, HL60R. The obtained results showed that both the MTX prodrug system and the biotinylated ones played a crucial role in the biological activity and, they are promising agents for the cancer treatments.