協(xié)同治療AML：苯硼酸修飾的多肽納米載體介導的BCL2和MCL1抑制劑

2023-04-27 13:29 作者:樂研試劑 0人讀過 | 我要投稿

原標題：Adv Sci：苯硼酸修飾的多肽納米載體介導的BCL2和MCL1抑制劑協(xié)同有效治療急性髓細胞性白血病

01

研究背景

　　急性髓細胞性白血病(AML)是一種惡性程度極高的血液系統(tǒng)惡性腫瘤，惡性細胞高度不成熟，髓系前體細胞克隆性增殖導致正常造血功能受損。AML具有起病急、進展快、復發(fā)率高的特點，是各種白血病中最難治的一種。

　　“7+3”療法(連續(xù)輸注阿糖胞苷7天，最初3天靜脈注射柔紅霉素)已被公認為AML的治療模式。雖然化療藥物有一定的治療效果，但巨大的副作用和有限的療效阻礙了它們的臨床應(yīng)用。與化療藥物相比，小分子抑制劑具有高特異性、低脫靶毒性和顯著抗癌作用，可更好地治療AML。例如在臨床前實驗中，MCL1、FLT3和CDK抑制劑與BCL2抑制劑聯(lián)用產(chǎn)生協(xié)同作用，提高了對細胞系和患者樣本的抗白血病活性。然而，抑制劑組合受到其固有的低生物利用度和瞬時靶標調(diào)節(jié)的困擾。

　　Chao Deng團隊開發(fā)了poly(ethyleneglycol)-b-poly(l-boronophenylalanine-co-l-tyrosine)(PEG-b-P(BPA-co-Tyr))多肽納米載體，以實現(xiàn)BCL2(ABT199)和MCL1(TW37)抑制劑的高效共囊化和響應(yīng)性釋放，從而實現(xiàn)AML的協(xié)同和強效治療(圖1)。

圖1 poly(ethyleneglycol)-b-poly(l-boronophenylalanine-co-l-tyrosine)(PEG-b-P(BPA-co-Tyr))形成的納米載體共遞送BCL2(ABT199)和MCL1(TW37)抑制劑用于急性髓細胞性白血病(AML)協(xié)同治療的示意圖

02

研究結(jié)果

2.1 BCL2和MCL1在AML中過度表達，BCL2和MCL1抑制劑的細胞毒性

　　基于癌癥基因組圖譜(TCGA)和基因型-組織表達(GTEx)數(shù)據(jù)庫的生物信息學分析顯示，AML患者(n=132)骨髓中抗凋亡BCL2和MCL1基因的表達水平顯著高于正常骨髓(n=70)(圖2A，B)，其中AML患者的BCL2表達水平約為健康人的10.7倍。由此可知，BCL2和MCL1與AML的發(fā)病和進展密切相關(guān)，抑制它們的表達或活性可能是AML治療的一個獨特策略。

圖2 從癌癥基因組圖譜(TCGA)和基因型-組織表達(GTEx)中分別分離出的AML患者(n=132)和健康人(n=70)中A)BCL2和B)MCL1基因的表達

　　通過改變藥物重量比可以很容易地控制細胞毒性，所有雙藥制劑顯示出顯著的協(xié)同細胞毒性，聯(lián)合指數(shù)(CI)低于0.72。同樣，ABT199、TW37以及它們的組合在MV-411AML細胞中表現(xiàn)出明顯的細胞毒性，并且在重量比(A：T)從1：0.5到1：2范圍內(nèi)的雙藥具有明顯的協(xié)同抗腫瘤活性(圖S1和表S2,支持信息)，進一步證實了同時抑制BCL2和MCL1可能有利于AML的治療。

2.2 雙重抑制劑負載納米粒子(NPAT)的構(gòu)建和表征

　　NP是通過PEG-b-P(BPA-co-Tyr)共聚物的自組裝構(gòu)建的，該共聚物是在PEG-NH2(Mn=5.0kg·mol-1)存在下，通過BPA-NCA和Tyr-NCA單體同時共聚合成的(圖2E,表1)。

　　與單藥物負載納米系統(tǒng)(NPA、NPT)相比，隨著DLC的升高，NPAT表現(xiàn)出稍微更大的尺寸，平均直徑從98nm增加到127nm(表2)。藥物和多肽片段之間的相互作用有利于納米藥物的穩(wěn)定性。硼酸酯鍵不僅在生理條件下促進藥物與納米載體的強相互作用，還提供酸/H?O?觸發(fā)的響應(yīng)性。

　　在由PEG-PTyr共肽和poly(l-glutamic acid)-graft-PEG/combretastatin A4前藥形成的膠束中觀察到了類似的酶響應(yīng)行為，這可能是由于PEG與多肽嵌段連接部分的裂解，從而促進了PEG殼的去除以及納米顆粒的解離和聚集。

2.3 體內(nèi)抗腫瘤功效

　　首先在體內(nèi)MOLM-13-Luc原位荷瘤B-NDG小鼠中檢測了NPAT的抗腫瘤活性(圖3A)。PBS組小鼠來自MOLM-13-Luc癌細胞的生物發(fā)光出現(xiàn)快速增加(圖3B)，實驗表明納米藥物具有顯著的安全性。

　　用APC-anti-human-CD45抗體標記不同器官提取的白血病細胞,流式細胞儀檢測白血病細胞的浸潤情況。實驗表明NPA、NPT、NPAT對白血病細胞在各臟器的浸潤均有明顯抑制作用，其中NPAT抑制能力最強，且驗證了雙藥聯(lián)合的協(xié)同效應(yīng)。(圖4)

　　后肢股骨和脛骨的H&E染色顯示，PBS組骨髓腔內(nèi)分布大量白血病細胞和少量造血細胞，而NPA、NPT和NPAT顯著降低MOLM-13-Luc白血病細胞的侵襲力(圖5)。

　　進一步在原位MV-411荷瘤B-NDG小鼠體內(nèi)評價NPAT的治療效果(圖6)。NPA、NPT、NPAT對白血病細胞在主要器官的浸潤有明顯抑制作用，NPAT抑制能力最好，在BM中的白血病侵襲率最低(<2%)，驗證了NPAT的協(xié)同效應(yīng)。NPAT治療的小鼠延長了存活時間，幾乎沒有體重變化。

圖6 NPAT對小鼠原位MV-411AML的體內(nèi)抗癌作用。分別在第0、3、6和9天向小鼠靜脈注射PBS、NPT、NPA或NPAT。

03

總結(jié)

　　Chao Deng團隊開發(fā)的苯硼酸修飾的多肽納米載體可實現(xiàn)BCL2和MCL1抑制劑的近定量共囊和觸發(fā)釋放，用于AML的協(xié)同和強效治療。利用藥物和多肽片段之間形成的動態(tài)硼酸酯鍵、B-N配位和π–π堆積，雙抑制劑負載納米顆粒(NPAT)顯示出顯著的穩(wěn)定性、可調(diào)節(jié)的藥物比率、酸/酶/H?O?響應(yīng)性藥物釋放以及對MOLM-13-Luc和MV-411 AML細胞的顯著細胞毒性。此外，在MOLM-13-Luc和MV-411 AML模型中，NPAT證明了對骨髓、肺、肝、脾和外周血中的腫瘤細胞浸潤的顯著抑制、對腫瘤生長的強效抑制以及小鼠存活率的顯著提高。因此，苯硼酸修飾的多肽納米藥物具有結(jié)構(gòu)簡單、藥物組合可調(diào)、安全性高、協(xié)同作用和治療效果強的特點，很容易推廣到不同癌癥的治療中。

參考文獻

Zhong,Zhiyuan;Deng,Chao,Advanced Science,(2023),10(8),2204866

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　　2~60肽定制服務(wù),包含線性肽、樹狀支鏈多肽、環(huán)肽等;多肽特殊修飾：磷酸化、苯硼酸化，環(huán)化(酰胺環(huán)、單對/多對二硫鍵成環(huán)、硫醚鍵成環(huán))、熒光標記、生物素標記、聚乙二醇、烷基化及各類PDC偶聯(lián)藥物。