• <xmp id="immmm"><noscript id="immmm"></noscript>
  • <xmp id="immmm">
  • <noscript id="immmm"></noscript>
  • <td id="immmm"></td>
  • <td id="immmm"></td>

    具有結腸癌抗癌活性的甲基硒代阿司匹林類似物的新劑型

    發表于:2021-12-14   作者:admin   來源:本站   點擊量:10924

    原文:Ruberte A C , Gustavo González-Gaitano,  Sharma A K , et al. New Formulation of a Methylseleno-Aspirin Analog with Anticancer Activity Towards Colon Cancer[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2020, 21(23):9017.
    翻譯:
    具有結腸癌抗癌活性的甲基硒代阿司匹林類似物的新劑型
    摘要:阿司匹林(ASA)由于其化學預防和化學治療作用引起了世界范圍內眾多科學家的廣泛興趣,尤其是在結直腸癌(CRC)中。與沒有硒原子的有機物相比,將硒(Se)原子并入ASA大大提高了它們在大腸癌中的抗腫瘤活性,例如有前途的抗腫瘤甲基硒ASA類似物(1a)。然而,由于化合物1a的溶解性和揮發性較差,其在癌細胞中的功效受到影響。因此,1a是由天然的α-,β-和γ-環糊精(CD),改性的β-環糊精(羥丙基-β-CD,HP-β-CD)和普朗尼克F127 配制而成的,所有這些都是無毒的,可生物降解的,FDA批準的。1a的水溶性通過β-、HP-β- CDs和普朗尼克F127得到增強?;衔?a與CDs形成包合物,并被納入F127膠束的疏水核心。在這里,我們評估了1a單獨或與β-、HP-β- CDs和普朗尼克F127合用對CRC細胞的細胞毒性潛能。值得注意的是,1a制劑對結直腸癌細胞具有更持久的抗腫瘤活性。因此,β-、HP-β- CDs和普朗尼克F127可能是改善具有溶解度問題和揮發性的有機硒化合物的藥理學性質的優良載體。
    1.簡介
    阿司匹林(ASA)是一種廣泛用于各種適應癥的藥物。在過去的十年中,ASA因其良好的化學預防和化療效果,特別是對結直腸癌(colorectal cancer, CRC)的治療,受到了世界范圍內眾多科學家的關注。多項臨床研究表明,低劑量ASA可預防結直腸癌,降低其發生率和轉移風險。然而,長期服用ASA會導致嚴重的胃腸道副作用。因此,為了提高ASA的療效,人們做了大量的工作來優化ASA。
    另一方面,在非甾體抗炎藥(NSAIDs)中加入硒(Se)與不含硒功能的有機藥物相比,已被證明極大地提高了它們的抗腫瘤功效。值得注意的是,硒的抗腫瘤功效取決于其代謝轉化為單甲基化硒的速率,如硒的抗腫瘤活性。因此,許多CH3SeH前體被設計和合成,如甲基硒酸,對幾種癌癥,特別是CRC有抑制作用。利用這些原理并遵循基于片段的設計,我們的研究小組確定了一種很有前景的抗腫瘤甲基硒基ASA類似物(2-([甲基Selanyl]羰基)苯基乙酸酯,1a),它是一種假定的活性甲基硒醇(CH3SeH)前體(圖1)。通過NaHSe與鄰乙酰水楊酰氯反應,一鍋合成了一種很有前途的抗腫瘤藥物,然后用碘甲烷對中間體進行甲基化。根據美國國家癌癥研究所(NCI)人類腫瘤細胞系篩選結果,化合物1a對60個細胞系的平均細胞生長抑制值為54.63%。此外,在我們的實驗室中,溶解在二甲基亞砜中的衍生物1a在CRC中的IC50值低于2μM,但二甲基亞砜不能在臨床環境中用作載體。然而,它的水溶性很小,而且這種類似物由于其揮發性,在癌細胞中也會失去功效。因此,1a需要在不影響療效的前提下開發臨床相關的制劑。

    為了進一步開發這種類似物,我們建議通過載藥技術來解決其限制屏障,從而增加其水溶性并使其延長釋放形式,從而提高其生物利用度和對癌細胞的有效性。在這種情況下,環糊精(CDs)是這是小分子最常用的運載方法之一。CDs是一種環狀寡糖,由6、7或8個葡萄糖單元(分別為α-、β-或γ- cd)通過α-1,4個糖苷鍵連接形成天然的分子錐形容器,具有輕微疏水性空腔和親水性外部部分。因此CDs可與疏水藥物通過非共價相互作用形成宿主-客體包合物,提高藥物的水溶性和穩定性。值得注意的是,多項臨床前研究證實這些包合物也可以提高抗腫瘤藥物的療效。
    另一方面,聚合物膠束也作為納米載體出現,以提高細胞內藥物積累和藥物療效。Pluronic®系列表面活性劑(巴斯夫)是線性三嵌段共聚物,其中兩個親水聚環氧乙烷(PEO)嵌段通過疏水聚環氧丙烷(PPO)嵌段連接。它們的兩親性顯著依賴于EO或PO單體的數量。它們對atp結合盒的藥物外排轉運體的過表達表現出抑制活性。此外,一些臨床前研究已經證明這些結構物可以增強化療藥物的療效,如阿霉素。
    因此,1a用不同類型的CDs配制(β-CD, α-CD, 2-羥丙基-β-CD(HP -β-CD和γ-CD)和普朗尼克F127,一種核殼兩親性嵌段共聚物膠束。通過nmR和紫外可見光譜對這些藥物結構進行了表征。我們評估了
    1a對CRC的細胞毒性,無論是單獨的還是被CDs或普朗尼克F127包裹的。同樣,我們研究了這些載體技術對揮發物活性片段(可能是CH3SeH)的體外保存和釋放能力。簡而言之, β-CD、修飾的HP-β- CDs和普朗尼克F127已被證明是改善1a藥理特性的優良載體。
    2.結果與討論
    2.1 1a的水溶性
    化合物1a由核磁氫譜顯示出很差的水溶性(2.20*10-4 M)(圖S2和S3)。因而,在室溫下,我們將1a與活性的CDs(α-CD、β-CD或γ- CD)和修飾的HP -β-CD,普朗尼克F127結合。在所有這些CDs中,只有β-CD和HP -β-CD改善了藥物的溶解性(圖S4-S6),提高到了6倍(分別為1.37*10-3 M,1.46*10-3 M在CD濃度為4.15*10-3 M,4.17*10-3 M)。同樣,普朗尼克F127也增加了溶解度(1.17*10-3 M,在1%表面活性劑下)。
    2.2 配方的表征
    2.2.1 1a的表征:CDs配合物
    通過1H-NMR譜證實了1a與CDs形成包合物,因為在CDs中加入客體總是會使腔內質子的化學環境發生一些變化。具體來說,在D2O中向β-CD中加入1a會導致H-5質子的前場位移,這與CD腔中藥物的加入是一致的(圖2A,B)。這一包合物也通過ROESY-NMR譜得到了證實,表明β-CD內部的H-3和H-5質子與1a的H-2、H-4、H-3和H-5芳香質子之間存在較強的交叉峰(圖3)。這些結果清楚地證明了1a的芳香環位于大環的空腔內。1a與HP-β-CD的包合物通過1H-NMR表征,1a:HP-β-CD在重水中的不同摩爾分數(圖4A,B)。得到的光譜顯示了1a乙酰質子化學位移的上電場變化。這一發現證實了1a乙酰質子與HP-β-CD的結合,使得這種相互作用與1a: β-CD絡合物的相互作用非常不同。
    采用了Job’s plot方法,利用質子位移來確定化學計量,根據r = 0.5時曲線峰值的摩爾比,兩CDs的化學計量比為1:1(分別見圖5A、B)。
    包合物也能深刻改變客體分子的物理化學特征,如其在紫外-可見光譜中的吸光度、熒光發射等。在這種情況下,1a的熒光光譜(2.2*10-4 M)被記錄在沒有和存在的CDs。在這兩種大環條件下,1a的熒光發射均顯著增加(圖6A,B),并伴隨著波段的紅移(約10 nm),證實了1a環境的微極性發生了變化由于CD腔內的夾雜物。
    我們還研究了1a的紫外吸收光譜 (2.2*10-4 M)隨著β-CD和H-β-CD濃度的增長(升高到1:30摩爾比)。光譜顯示,在240 nm處,不同寡糖濃度的最大吸光度差異不大,但顯著(圖7A,C)。這些變化可用于確定配合物1a:CDs的結合常數Kb,根據240nm處DA數據的非線性回歸,作為CD濃度的函數(圖7B,D)。1a: β-CD和1a:HP-β-CD絡合物的締合常數分別為306 +1和458 + 9,表明1a的HP-β-CD濃度略高于β-CD。





    2.2.2普朗尼克F127膠束對1a的影響
    基于PPO和PEO嵌段共聚物的聚合物膠束強烈地受溫度和濃度的影響,這意味著低水溶性藥物的表面活性劑的負載能力。從這個意義上說,核磁共振是一種非常合適的技術來研究自聚集現象和小分子在膠束中的增溶作用。圖8顯示了F127在重水中的1H-NMR光譜在不同濃度下(27℃和37℃時)在沒有和存在1a的情況下的展開圖。共聚物最相關的信號是PPO嵌段甲基的3.73 ppm處的雙峰(圖8A–C)和1.20 ppm處的強單峰,對應于聚合物的質子PEO塊的亞甲基(圖8D-F)。首先聚焦于不含1a的表面活性劑,并考慮到溫度效應,兩組信號在加熱時向上移動(當從27℃傳遞到37℃時,甲基質子為0.11 ppm,圖8A–C,亞甲基質子為0.06 ppm,圖8D–F)。這種轉變可以用單體自聚形成膠束時發生的塊脫水來解釋,這涉及到相應質子的磁環境的變化。這種脫水對于形成膠束核心的PPO塊更為顯著,因為它比PEO具有更高的疏水性。關于給定溫度下的濃度效應,Pluronic F127的膠束化程度較高,為5%(w/v),而需要較少的表面活性劑濃度,即1%(w/v),以便在37℃下形成膠束(圖8B,E,藍線)。

    在藥物存在下,1a共振的變化反映了不同的磁環境。在37℃(膠束完全形成)下,1a和1%(w/v)F127的擴展1H-NMR光譜在2.5 ppm處顯示出強烈的單重態峰,歸屬于1a的甲基硒(Se-CH3)基團的質子(圖8H,藍線)。此外,圖S7中收集了相同條件下1a的芳香信號。隨著表面活性劑濃度的增加,共振向上移動,證實了聚合物和藥物之間的相互作用。在NOESY光譜中觀察到的PO單體的甲基質子和1a的兩個甲基(甲基硒基和乙?;┲g的交叉峰證實了藥物主要位于疏水核心(圖9),這證明了當與共聚物調配時,藥物在水中的溶解度增加。

    2.3 對CRC細胞的抗腫瘤活性
    溶解于二甲基亞砜中的1a已被證明對CRC細胞有效。然而,二甲基亞砜不能作為載體用于臨床,1a的水溶性很低。因此,在24、48和72h用MTT法對溶于水的藥物構建體在體外對大腸癌細胞(HT-29、HCT-166、RKO、Caco-2)進行評價。選擇大腸癌細胞是為了涵蓋不同的特征,包括對5-氟尿嘧啶和奧沙利鉑(HT-29)的敏感性,野生型p53表達(RKO),以及轉化生長因子β-1和-2(HCT-116)和維甲酸結合蛋白I和維甲酸結合蛋白II(Caco-2)的表達。每個細胞系和時間點的劑量反應曲線如圖10和11所示。對于RKO細胞,當形成CD包合物或加入F127聚合物膠束時,即使在24小時,1a的細胞毒性潛力也會提高??紤]到RKO是唯一顯示這種行為的CRC細胞系,需要進一步的研究來解釋這種意外的結果。這可能是因為該細胞系是被評估的結直腸癌細胞中分化程度較低的細胞系。相反,對于其余的結直腸癌細胞系(HT-29、HCT-116和Caco-2),1a的細胞毒性在24小時下降,盡管細胞毒性在72小時恢復。這一事實可以解釋為1a或某些活性揮發物(如甲基硒醇)在與CDs或F127調配時釋放較慢。因此,用CDs作為載體或溶解在聚合物膠束中,可以延長藥物在腫瘤中的細胞毒活性,提高1a類似物的敏感性。值得注意的是,復合物1a: β-CD比HP-β-CD具有更高的細胞毒性活性,這與HP-β-CD具有更高的單位常數相一致。最后,HT-29細胞系是最敏感的CRC細胞系,并被選為研究1a本身可能的活性揮發物的定性釋放。


    2.4 釋放研究
    使用MTT分析法(圖S1)在三次(24、48和72小時)和三種濃度(50、25和10μM)下對單獨或配制的1a揮發性成分向HT-29細胞系的體外釋放進行定性評估。結果以細胞生長百分比表示(圖12)。有趣的是,單獨使用1a對鄰近處理井的HT-29細胞顯示出很高的細胞毒活性。這一觀察證實1a是活性揮發性成分的前體。值得注意的是,當用CDs或Pluronic F127配制的1a處理細胞時,其對相鄰孔上細胞的細胞毒性潛能降低,表明活性揮發性片段釋放減少(圖12)。復合物1a:β-CD的揮發物釋放量高于1a:HP-β-CD,可能是因為其親和力常數較低(圖12)。1a:F127顯示出對相鄰孔中細胞的最低細胞毒性活性。

    3.討論
    在文獻中,許多非甾體抗炎藥釋放衍生物已被開發和表征。因此,釋放磷酸、HS、NO和NOSH的非甾體抗炎藥具有很強的細胞毒活性對不同的癌細胞。僅考慮阿司匹林,NO和磷酸釋放類似物作為抗結直腸癌的抗腫瘤藥物脫穎而出。盡管如此,化合物1a是第一種硒阿司匹林釋放劑,在HT-29、HCT-116和Caco-2 CRC細胞系上顯示IC50值在0.9到2.2μM之間。
    含有硒的非甾體抗炎藥的報道很少,與非修飾非甾體抗炎藥相比,它們的抗腫瘤活性都有顯著提高。盡管它們的IC50值都與化合物1a相當,但這種新的se -阿司匹林類似物具有很大的優勢,因為它能夠通過釋放活性揮揮物影響未處理細胞。這一關鍵特征可能代表了一個巨大的優勢,不僅可以治療原發腫瘤,也可以治療遠處的轉移性病變,這一概念還有待驗證。用化合物1a治療腫瘤不僅可以影響腫瘤表面的細胞,還可以影響腫瘤內部的細胞。
    任何小分子的翻譯命運取決于它在臨床相關制劑中的封裝效率。因此,為了將化合物1a推進臨床前體內評價,作為未來可能的臨床研究的前奏,我們設計了幾種制劑,旨在通過治療實現活性揮發物的更持久釋放。以前,我們的研究小組使用Pluronics和Tetronics來增加非常疏水的硒二唑的水溶性,得到了最佳的結果。然而,據我們所知,這是第一次甲基硒釋放化合物是制定與環糊精和Pluronics。新配方的甲硒基阿司匹林類似物比母體化合物1a表現出更大的特征,因為細胞毒性活性持續時間過長,從而提高了其在可能的臨床評估中成功的機會。雖然這項研究只是在初步階段的發展和廣泛的研究仍然需要,我們認為這些配方有潛力的臨床開發。
    許多臨床研究已經用環糊精和Pluronics F127進行,表明這兩種載體都適合臨床開發。因此,我們為這些制劑的最終臨床開發提出以下幾組進行比較:(1)環糊精、Pluronics和1a單獨,(2)磷酸、H2S和NO釋放阿司匹林的實例,(3)作為甲基硒醇前體的甲基硒酸。
    5.結論
    綜上所述,考慮到甲硒基阿司匹林類似物1a具有很好的抗腫瘤活性,但由于其溶解性和揮發性而失去療效,該類似物是由天然的α-,β-和γ-CD和改性的β-CD(HP-β-CD)配制而成的。1a的溶解度在β-CD和HP-β-CD以及Pluronic F127的作用下提高了6倍,這是由于與β-和HP-β-CD以1:1的化學計量比形成包合物,結合常數(Kb)分別為306和458。此外,1a還與Pluronic F127的聚合物膠束調配,這也增加了溶解度,將藥物并入膠束的疏水核心。在這兩種情況下,1a對結直腸癌細胞系的抗腫瘤作用更持久,可能是由于其溶解度增加、釋放較慢以及活性揮發物釋放減少所致。因此,天然的β-CD、改性的HP-β-CD和Pluronic F127可以作為改善有機硒化合物的藥理學性質的有希望的載體,這些化合物通常存在溶解性和功效問題。


    本文由福山生物整理翻譯,轉載請注明出處。
    地址:深圳市南山區粵海街道高新中三道9號環球數碼大廈19樓
    電話:400-113-6988
    E-mail:dongfangxicao@163.com
    被邻居老头不停的要,刺客伍六七梅花13的胸,肥女巨肥BBwBBwBBwBw
  • <xmp id="immmm"><noscript id="immmm"></noscript>
  • <xmp id="immmm">
  • <noscript id="immmm"></noscript>
  • <td id="immmm"></td>
  • <td id="immmm"></td>