多柔比星 (DOX) 是一種抗生素，自 1960 年代以來(lái)已被廣泛用作化療劑。多柔比星是一種高效的蒽環(huán)類化療藥物，可有效治療多種惡性腫瘤，但美中不足的是會(huì)在許多受試者中引起心臟毒性。
納米金剛石 (ND) 是最有前途的化學(xué)療法載體之一，但是，它們往往會(huì)在儲(chǔ)存時(shí)或者當(dāng)暴露于 pH 值或離子強(qiáng)度的輕微變化時(shí)發(fā)生聚集效應(yīng)。
作為一種有效且廣泛使用的化療劑，多柔比星在臨床應(yīng)用中因劑量毒性而影響使用范圍，包括累積的心臟毒性和骨髓抑制。 低劑量或緩慢釋放多柔比星可以預(yù)防此類副反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期化療。 由于缺乏特異性和靶向遞送，納米藥物遞送系統(tǒng)可用作克服毒性。 納米金剛石具有高的細(xì)胞吸收率和低的細(xì)胞毒性，此外，多柔比星可以在堿性條件下通過(guò)物理吸附可逆地負(fù)載到納米金剛石上。 因此，納米金剛石是設(shè)計(jì)高效藥物遞送納米載體和治療系統(tǒng)的有前途的策略。
發(fā)生耐藥和藥物外排是癌癥治療的兩個(gè)重要限制因素。納米金剛石遞送系統(tǒng)可以避免運(yùn)輸?shù)鞍椎南模⒈Ａ糇銐蛄康乃幬锉┞队诩膊〔课弧?/div>
納米金剛石和多柔比星的化合物(NDX)可通過(guò)降低早期死亡率和抑制腫瘤生長(zhǎng)來(lái)提高治療效果，而單獨(dú)給藥則沒(méi)有明顯的療效，此外，沒(méi)有明顯的骨髓抑制。 與小鼠肝腫瘤和乳腺癌模型的常規(guī)多柔比星療法相比，NDX 改善細(xì)胞凋亡和腫瘤生長(zhǎng)抑制，同時(shí)降低毒性。 NDX 遞送系統(tǒng)可抑制乳腺癌、轉(zhuǎn)移性激素難治性前列腺癌的肺轉(zhuǎn)移，并有助于減少獲得化療療效所需的多柔比星劑量。 納米金剛石給藥體外和體內(nèi)模型的綜合評(píng)價(jià)表明，ND-藥物可以延長(zhǎng)藥物釋放，加速腫瘤細(xì)胞凋亡，減少骨髓抑制等全身副作用。
Characterization of ND, DOX and NDX complex
4. 使用Na?ve beagle dog 評(píng)估納米金剛石-多柔比星復(fù)合物的安全性
在這項(xiàng)研究中，研究人員使用Na?ve Beagle Dog來(lái)評(píng)估納米金剛石藥物遞送平臺(tái)遞送 DOX 的安全性。 第 1-3 組的雄性幼齡Na?ve Beagle Dog分別靜脈注射 DOX、ND 和 NDX。 第 4 組雌性幼齡Na?ve Beagle Dog通過(guò)靜脈注射 NDX。 第 5 組雄性幼齡Na?ve Beagle Dog通過(guò)肝門靜脈注射NDX。 所有治療組均以 3.648 mg/kg 的劑量水平給藥。 給藥后，動(dòng)物隨后進(jìn)入觀察階段，以評(píng)估其健康狀況的可見(jiàn)變化。 同時(shí)，在給藥前后采集血液和尿液進(jìn)行綜合分析。 結(jié)果表明單獨(dú)使用多柔比星會(huì)引起嚴(yán)重的損傷，而 NDX 可顯著減輕多柔比星的毒性。
Na?ve beagle dog 實(shí)驗(yàn)操作
此項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)是與上海美迪西
臨床前研究平臺(tái)組聯(lián)合進(jìn)行的。 13 只 Na?ve Beagle Dog分為 5 組，單次靜脈注射（IV）給予 1 mg/mL 多柔比星（第 1 組）、1 mg/mL 納米金剛石（第 2 組）、 NDX 混懸液（第 3-5 組）。無(wú)菌水 第 1-4 組靜脈注射，第5組肝門靜脈注射。
第 5 組的動(dòng)物接受了 HPV 插管手術(shù)，并在進(jìn)行研究之前恢復(fù)幾天。 根據(jù)個(gè)體體重給予每只試驗(yàn)動(dòng)物的劑量為3.648mg/kg。 給藥當(dāng)天測(cè)量體重并記錄。在接下來(lái)的五天里，動(dòng)物可以自由飲水，但在研究結(jié)束時(shí)采集血樣之前禁食過(guò)夜（至少 10 小時(shí)）。
組織病理學(xué)分析
對(duì)用多柔比星、納米金剛石和 NDX 處理的Na?ve Beagle Dog進(jìn)行組織病理學(xué)分析，并對(duì)肝臟、脾臟、腎臟、肺和心臟的組織進(jìn)行蘇木精和伊紅染色。 研究人員發(fā)現(xiàn)使用靜脈注射的多柔比星和 NDX 組之間存在顯著差異。
肝臟組織病理學(xué)分析表明，用 DOX 治療的Na?ve Beagle Dog有更大的損傷。 死的Na?ve Beagle Dog肝臟結(jié)構(gòu)紊亂，有出血，肝細(xì)胞明顯變性，有炎癥細(xì)胞。用多柔比星治療的存活的Na?ve Beagle Dog在肝臟中也有變性和炎癥細(xì)胞。NDXHPV組也有一些輕微的退化和結(jié)構(gòu)紊亂。 ND-IV 和 NDX-IV 組的肝臟結(jié)構(gòu)變化輕微或幾乎正常。 脾臟方面，用多柔比星處理的Na?ve Beagle Dog出現(xiàn)結(jié)構(gòu)紊亂，用納米金剛石處理的Na?ve Beagle Dog基本上是紅髓，變性明顯。 此外，用 NDX-HPV 治療的Na?ve Beagle Dog表現(xiàn)出脾臟血竇擴(kuò)張和退化。 NDX-IV組的脾臟變化輕微。
腎臟組織切片顯示，用多柔比星治療的Na?ve Beagle Dog顯示血管有血瘀和炎癥細(xì)胞。 用納米金剛石處理過(guò)的Na?ve Beagle Dog的腎臟出現(xiàn)輕度至中度變性，間質(zhì)纖維出現(xiàn)增生。 NDX-HPV組的小管不規(guī)則。 在用 NDX-IV 治療的Na?ve Beagle Dog的腎臟中僅觀察到微小變化。
肺部組織切片進(jìn)一步顯示，用DOX治療的Na?ve Beagle Dog肺泡內(nèi)有大量滲出物，肺毛細(xì)血管內(nèi)有出血和淤滯。 NDXHPV組肺泡壁有炎性變性，肺泡上皮增生，而ND-IV和NDXIV組Na?ve Beagle Dog肺僅有輕度病變。
用NDX-IV治療的Na?ve Beagle Dog的心臟未見(jiàn)明顯異常，而用DOX-IV、ND-IV和NDX-HPV治療的Na?ve Beagle Dog顯示心肌細(xì)胞變薄、間質(zhì)水腫、心肌炎的證據(jù)。 總之，基于組織形態(tài)學(xué)的結(jié)果表明，對(duì)于用 NDX-IV 治療的Na?ve Beagle Dog，每個(gè)器官的病變都是輕微的。 其他治療組的肝、脾、腎、肺、心臟均有較明顯的一定程度的損傷。
Histopathology of dogs treated with ND, NDX and DOX. Representative
血液學(xué)分析
血液學(xué)分析表明，ND-IV-M、NDX-IV-M、NDX-IV-F 和 NDX-HPV-M 不會(huì)引起白細(xì)胞、血小板計(jì)數(shù)、中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的顯著變化。 同時(shí)，納米金剛石或 NDX 不會(huì)引起亞急性炎癥。 平均紅細(xì)胞血紅蛋白和平均紅細(xì)胞血紅蛋白濃度分析表明，DOX、ND 和 NDX 組在正常范圍內(nèi)幾乎沒(méi)有波動(dòng)。 這些結(jié)果表明，在納米金剛石和 NDX 組中，IV 和 HPV 注射均沒(méi)有明顯的血細(xì)胞完全破壞跡象。
Complete hematology profiles of dogs treated with ND, NDX and DOX.
尿液分析
所有Na?ve Beagle Dog的尿液樣本在給藥前后進(jìn)行了測(cè)試。 尿液pH值是腎臟調(diào)節(jié)酸堿平衡的指標(biāo)。 數(shù)據(jù)顯示，尿液 pH 值和尿液比重在給藥前后沒(méi)有明顯波動(dòng)。 但NDXM組尿蛋白明顯升高，提示腎炎發(fā)生。 注射納米金剛石溶液36小時(shí)和60小時(shí)后Na?ve Beagle Dog的尿液表現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì)。 熱量釋放峰面積隨時(shí)間增加表明更多的 ND 被排出。 更重要的是，研究人員通過(guò)透射電子顯微鏡（TEM）觀察了納米金剛石的顆粒，這證實(shí)了納米金剛石可以隨尿液排出。
Urinalysis analysis
總結(jié)
雖然多柔比星 (DOX) 是治療癌癥最常見(jiàn)的化療藥物之一，但由于劑量相關(guān)的毒性，必須謹(jǐn)慎管理 DOX 的使用。據(jù)報(bào)道，與 DOX (NDX) 結(jié)合的納米金剛石 (ND) 藥物遞送系統(tǒng)可增強(qiáng)小鼠癌癥模型的治療效果并減弱毒性。此外，廣泛的生物相容性研究表明，非人類靈長(zhǎng)類動(dòng)物似乎對(duì) ND 具有良好的耐受性。在NDX臨床轉(zhuǎn)化之前，有必要驗(yàn)證ND在大型哺乳動(dòng)物中的安全性。大型動(dòng)物的納米藥物安全性研究并不常見(jiàn)，這項(xiàng)工作代表了將早期進(jìn)展連接到臨床評(píng)估的關(guān)鍵里程碑。在此，NDs 作為藥物輸送平臺(tái)的安全性在 Na?ve Beagle Dog中進(jìn)行了評(píng)估。該研究使用 DOX、ND、和 NDX 在雙性別動(dòng)物模型中使用靜脈 (IV) 注射和肝門靜脈 (HPV) 注射方法。連續(xù) 5 天監(jiān)測(cè)Na?ve Beagle Dog的健康表型變化。獲得的血液和尿液用于臨床病理學(xué)研究。結(jié)果表明，ND 給藥平臺(tái)顯著減輕了 Na?ve Beagle Dog模型的 DOX 毒性。本研究為大型動(dòng)物水平的 NDX 治療的臨床前安全性評(píng)估提供指導(dǎo)。
本研究綜合評(píng)估了使用 DOX、ND 和 NDX 處理的雙性別Na?ve Beagle Dog模型。 此外，驗(yàn)證了同性別Na?ve Beagle Dog之間的 HPV 和 IV 注射。 不同給藥處理的共同研究結(jié)果表明，多柔比星單獨(dú)使用會(huì)對(duì)Na?ve Beagle Dog的肝臟、脾臟、肺和腎臟器官造成損害。 組織形態(tài)學(xué)結(jié)果表明，NDX-IV組沒(méi)有明顯的器官損傷。 NDX-HPV 組通過(guò)組織形態(tài)學(xué)和血液分析表明對(duì)肝臟和脾臟有輕微但可觀察到的副作用。 此外，設(shè)法在尿液中檢測(cè)到 ND，這表明其代謝途徑可能是通過(guò)泌尿系統(tǒng)。 這些研究為 NDX 治療的臨床前安全性評(píng)估提供了重要基礎(chǔ)。 為癌癥患者又提供了一種新的有前途的臨床替代方案。
參考文獻(xiàn):
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