ラット膠芽腫のDOX併用療法を強化するために、葉酸/フルオレセインリガンドで官能化された、セラノスティック熱熱/pHデュアル応答磁気ヌナスナノ粒子の活性標的送達

化学療法薬であるドキソルビシン（DOX）は、血液脳関門（BBB）に起因する耐性を持つ攻撃的な脳腫瘍である膠芽腫に対する有効性が限られています。この研究の目的は、葉酸リガンド、蛍光色素、およびドキソルビシン（DOX/MJNPS-FLA）で官能化された磁気ヤヌスナノ粒子（MJNP）の標的送達を提案することにより、この課題を克服することを目的としています。これらのナノ粒子の特性は、フーリエ変換赤外線（FTIR）分光法、動的光散乱（DLS）、ゼータ電位分析、高解像度透過型電子顕微鏡（HR-TEM）、振動サンプル磁気測定（VSM）、蛍光顕微鏡、MTTアッセイ、溶血アッセイ、および肝臓酵素レベルの評価。デュアル制御DOXリリースは、異なるpHおよび温度条件下で調査されました。さらに、腫瘍細胞、体重、および癌動物の生存時間におけるアポトーシス誘導に対するDOX/MJNPS-FLAの影響を評価しました。標的送達システムは、Wistarラット腫瘍を含むモデルとともに、それぞれが癌および健康な細胞株の代表としてC6およびOLN-93細胞株を使用して評価されました。プロイセンの青色染色と共焦点顕微鏡検査の結果は、膠芽腫細胞によるMJNPS-FLAの効果的な標的の内在化を実証しました。さらに、蛍光イメージング技術を利用してナノ粒子の生体分布を調査しました。これにより、in vivoでのMJNPS-FLAの分布パターンを追跡し、生物系内の動きと蓄積に光を当てました。さらに、化学療法と磁気高温の組み合わせは、アポトーシス促進性BAX遺伝子の増加と抗アポトーシスBcl-2遺伝子の減少によって証明されるように、アポトーシスの誘導において有効性の向上を示しました。驚くべきことに、この併用治療は肝毒性を引き起こしませんでした。この研究では、脳の悪性腫瘍の治療のためのセラノスティブ応用の文脈における治療および診断剤のキャリアとしてのDOX/MJNPS-FLAの可能性を強調しています。さらに、パッシブおよびアクティブなターゲティングを介した併用治療におけるDOX/MJNPS-FLAの有望なパフォーマンスを示しています。

Doxorubicin (DOX), a chemotherapy drug, has demonstrated limited efficacy against glioblastoma, an aggressive brain tumor with resistance attributed to the blood-brain barrier (BBB). This study aims to overcome this challenge by proposing the targeted delivery of magnetic Janus nanoparticles (MJNPs) functionalized with folic acid ligands, fluorescent dye, and doxorubicin (DOX/MJNPs-FLA). The properties of these nanoparticles were comprehensively evaluated using bio-physiochemical techniques such as Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, dynamic light scattering (DLS), zeta potential analysis, high-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM), vibrating sample magnetometry (VSM), fluorescence microscopy, MTT assay, hemolysis assay, and liver enzyme level evaluation. Dual-controlled DOX release was investigated under different pH and temperature conditions. Additionally, the impact of DOX/MJNPs-FLA on apoptosis induction in tumor cells, body weight, and survival time of cancerous animals was assessed. The targeted delivery system was assessed using C6 and OLN-93 cell lines as representatives of cancerous and healthy cell lines, respectively, alongside Wistar rat tumor-bearing models. Results from Prussian blue staining and confocal microscopy tests demonstrated the effective targeted internalization of MJNPs-FLA by glioblastoma cells. Additionally, we investigated the biodistribution of the nanoparticles utilizing fluorescence imaging techniques. This enabled us to track the distribution pattern of MJNPs-FLA in vivo, shedding light on their movement and accumulation within the biological system. Furthermore, the combination of chemotherapy and magnetic hyperthermia exhibited enhanced efficacy in inducing apoptosis, as evidenced by the increase of the pro-apoptotic Bax gene and a decrease in the anti-apoptotic Bcl-2 gene. Remarkably, this combination treatment did not cause any hepatotoxicity. This study highlights the potential of DOX/MJNPs-FLA as carriers for therapeutic and diagnostic agents in the context of theranostic applications for the treatment of brain malignancies. Additionally, it demonstrates the promising performance of DOX/MJNPs-FLA in combination treatment through passive and active targeting.