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硼替佐米的肿瘤内递送:对胶质瘤模型中肿瘤生存的影响

编辑:INC|发布时间:2020-12-03 14:17|点击次数:
胶质母细胞瘤,在这项研究中,使用Alzet微型渗透泵将药物直接带入脑部肿瘤,从而规避了血脑屏障。因此,硼替佐米成为GBM的有效治疗方法...

  胶质母细胞瘤(GBM)是普遍,具侵略性的原发性脑肿瘤。目前尚无对该肿瘤的有效治疗方法。蛋白酶体抑制剂硼替佐米对多种肿瘤有效,但对GBM无效。作者的目标是证明,如果使用适当的药物递送方法,硼替佐米可以在原位GBM鼠模型中有效。在这项研究中,使用Alzet微型渗透泵将药物直接带入脑部肿瘤,从而规避了血脑屏障。因此,硼替佐米成为GBM的有效治疗方法。

  硼替佐米对神经胶质瘤细胞有细胞毒性

  为了确定硼替佐米在体外是否对神经胶质瘤细胞有毒,用硼替佐米以0至25 nM的剂量处理了一系列神经胶质瘤细胞系。孵育48小时后,结果(图1)显示,测试的3种细胞系的中值抑制浓度(IC50)相似,在5-10 nM的低纳摩尔浓度范围内。

胶质母细胞瘤

  图1。

  硼替佐米在体外对人神经胶质瘤细胞具有细胞毒性。用硼替佐米(0-25 nM)处理胶质瘤细胞(U251,LN229,U87)48小时。使用MTT测定法评估细胞死亡。

  硼替佐米在延缓皮下体内模型肿瘤生长中有效。

  为了确定硼替佐米在体内是否有效,使用了啮齿动物皮下肿瘤模型。肿瘤细胞(U251)被植入右胁腹。一旦可触摸到肿瘤(大约第15天),每周两次静脉内给予硼替佐米(0.3 mg / kg)。每3-4天测量一次肿瘤的大小。结果表明,通过静脉内途径给予硼替佐米在延迟肿瘤生长方面具有显着的效果(p <0.02)(图2A)。

胶质母细胞瘤

图2。

  静脉注射硼替佐米可降低皮下肿瘤的进展。 胶质瘤细胞(U251)皮下植入无胸腺nu / nu小鼠中。14天后,开始静脉内治疗:媒介物治疗(蓝色);硼替佐米(总计36μg)(红色)。随后,将动物不治疗14天。硼替佐米治疗显着(p = 0.0145)降低了肿瘤的生长速度。B: 胶质瘤细胞(U87)被皮下植入无胸腺裸鼠中。从植入后第30天开始,通过静脉内注射以总剂量36μg服用硼替佐米。硼替佐米显着(p = 0.041)降低了皮下肿瘤的肿瘤生长速率。图仅在线提供彩色。

  为了确定是否在其他神经胶质瘤细胞系中观察到这种反应,并使用另一种药物递送方式,对U87进行了测试;在这里皮下给予硼替佐米(0.3 mg / kg)(图2B)。结果表明,在该皮下模型中,硼替佐米可延缓肿瘤进展(p <0.01)。

  静脉注射硼替佐米在体内原位颅内神经胶质瘤模型中无效

  为了确定硼替佐米是否可以通过全身给药方式用于颅内神经胶质瘤治疗,在原位颅内神经胶质瘤模型中给了该药物IV 。将U251神经胶质瘤细胞植入无胸腺裸鼠中,并记录其存活终点。结果(图3A)显示与媒介物对照相比,在IV(0.3mg / kg)硼替佐米治疗的动物之间的存活时间没有显着差异。使用U87线重复此实验,结果相似(图3B)。

胶质母细胞瘤

图3。

  全身给药时,硼替佐米不影响颅内肿瘤的进展。将人类神经胶质瘤细胞U251(A)或U87(B)植入颅内;随后,给小鼠给予硼替佐米(总计36μg)(红色)或媒介物(蓝色)IV。每周通过光学成像监测脑肿瘤大小,并通过Kaplan-Meier图分析动物存活数据。硼替佐米与载体盐水对照相比无显着差异。图仅在线提供彩色。

  硼替佐米在交付IT时是治疗颅内肿瘤的有效药物

  为了确定在颅内异种移植模型中对硼替佐米缺乏反应是否是由于药物无法进入大脑所致,我们使用了硼替佐米的直接肿瘤内递送。在此过程中,将14天分娩的Alzet微型渗透泵植入荷瘤小鼠中。之所以使用该泵,是因为它是一种有效的肿瘤内给药方法,可以绕开血脑屏障。此外,硼替佐米被用作在大脑环境(蛋白酶体抑制剂参考图1)。结果(图4)表明与静脉内(36μg)给药相比,瘤内分娩时,更低的瘤内剂量(3.6μg和1.2μg)显着提高了存活率(分别为p = 0.0022和p = 0.0005)。硼替佐米的瘤内给药将中位生存时间从23天增加到37天,从而使生存率提高了约40%。接受媒介物的对照组动物和静脉内给药组的存活率在统计学上没有差异。使用成像无法确定肿瘤的进展,因为泵干扰了成像。

  图4。

  硼替佐米(BZM)管理的IT可有效提高生存率。胶质瘤颅内植入U251细胞。10天后,用媒介物对动物进行IT处理。硼替佐米IV(总计36μg); 硼替佐米IT(低剂量,总计0.36μg); 硼替佐米IT(中等剂量,总计1.2μg); 和硼替佐米IT(高剂量,总计3.6μg)。硼替佐米的局部给药延迟了肿瘤的进展,并显着延长了中位生存时间(中等剂量和高剂量分别从23天至34天和37天)。统计分析显示p值如下:媒介物与硼替佐米IV(总计36μg),p = 0.9523(无显着性);硼替佐米IV(3.6μg)与硼替佐米IT(低剂量,总0.36μg),p = 0.1104(无显着性); 硼替佐米IV(36μg)与硼替佐米IT(中等剂量,总计1.2μg),p = 0.0005; 与硼替佐米IV(36μg)对比硼替佐米IT(高剂量,总计3.6μg),p = 0.0022。CED =增强对流。图仅在线提供彩色。

  在这些实验中使用的硼替佐米的剂量是通过向正常的,无瘤的小鼠脑内注射逐步增加剂量的药物(由渗透性微型泵输送)来确定的。0.36μg,1.2μg和3.6μg的剂量无毒性,而7.2μg,18.0μg和36.0μg的剂量对测试动物有毒和致命。在图4中,治疗组(n = 6)为媒介物(盐水泵);给予硼替佐米IV(总计36μg); 硼替佐米IT(低剂量,0.36μg); 硼替佐米IT(中等剂量,1.2μg); 和硼替佐米IT(高剂量,3.6微克)。中位生存期分析表明,对于中等剂量和高剂量,硼替佐米的局部给药可将生存时间从23天显着增加到34天和37天。统计分析显示p值的显着性如下:硼替佐米IV(36μg)与硼替佐米IT(中等剂量,1.2μg),p = 0.0005;和硼替佐米IV(36μg)与硼替佐米IT(大剂量3.6μg)的比较,p = 0.0022。相比之下,对于媒介物与硼替佐米IV(36μg),p = 0.9523(不显着);对于硼替佐米IV(36μg)与硼替佐米IT(0.36μg,低剂量),p = 0.1104(无显着性)。中等剂量(1.2μg)和高剂量(3.6μg)的硼替佐米的泵送结果没有显着差异,表明药物浓度可能已达到平稳状态。因此,通过直接颅内施用硼替佐米来规避血脑屏障对于增加患有颅内肿瘤的动物的存活是有效的。

  这些研究表明,只要以避免BBB的方式给药,硼替佐米可以是治疗GBM的有效疗法。通过外部泵或植入泵直接进行肿瘤内递送将直接递送至脑肿瘤,这将使硼替佐米成为神经胶质瘤的有效治疗方法。我们的数据表明,由于该药物无法穿透血脑屏障,因此不应使用硼替佐米静脉输注的IV治疗脑部肿瘤进行未来的临床研究。我们的数据表明,通过直接本地递送IT来规避BBB障碍是一种开发硼替佐米对GBM的治疗潜力的可行方法。因此,硼替佐米递送的替代方法可导致GBM的治疗选择增加。

  参考文献:Doi:10.3171 / 2016.11.JNS161212

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