Nanopartikel Albumin Terkonjugasi Pewarna Artesunat dan Near-Infrared sebagai Agen Teranostik Foto-Kemo Bertarget Tumor Efisiensi Tinggi

Metode

Materi

N-(3-dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimidehydrochloride (EDC), N-hydroxysuccinimide (NHS), dan artesunat (Arte, 99%) diperoleh dari Sigma-Aldrich (AS). 4′, 6′-diamidino-2-phenylindole (DAPI) dan Cell Counting Kit-8 (CCK-8) dibeli dari Aladdin (Shanghai, Cina). NH₂ –PEG₂₀₀₀ –COOH dan NH₂ –PEG₂₀₀₀ -FA dibeli dari Xi'an Ruixi Biological Technology Co., Ltd. (Xi'an, China). Media DMEM dan phosphate buffer saline (PBS) disediakan dari Gibco BRL (NY, USA). Turunan Sulfo-NHS dari ICG (ICG-NHS) dibeli dari Dojindo Laboratories (Kumamoto, Jepang).

Sintesis dan Karakterisasi NP FA-IHA

Artesunat dilarutkan dalam DMSO kemudian ditambahkan ke dalam 15 mL air. 10 mg bubuk HSA ditambahkan ke dalam larutan di atas dan diaduk sedikit selama 3 jam pada suhu kamar. Setelah diaduk, campuran diproses dengan cross-linking dengan 150 L glutaraldehid 0,5%. Untuk menghilangkan reagen kimia yang berlebihan, campuran tersebut didialisis dengan air suling (MW cut off = 8,000–12,000 Da) selama 1 hari, menghasilkan nanokomposit HSA (Arte-HSA) yang mengandung Arte.

Untuk mengaktifkan gugus karboksilat HSA, reagen kimia EDC dan NHS ditambahkan ke dalam larutan Arte-HSA. Setelah itu, campuran direaksikan dengan NH₂ –PEG₂₀₀₀ -FA selama 3 jam pada 4°С. Selanjutnya, ICG-NHS ditambahkan ke dalam campuran dengan sedikit pengadukan selama 30 menit pada suhu kamar. Nanopartikel HSA terkonjugasi FA dan ICG yang dimurnikan (FA-ICG-HSA@Arte, FA-IHA NPs) diperoleh dengan dialisis dalam air deionisasi selama 24 jam. Jumlah Arte dan ICG yang dimuat dideteksi oleh spektrofotometer UV-vis. Efisiensi pemuatan = W1 / W2 × 100%, di mana W1 mewakili bobot Arte atau ICG dalam NP FA-IHA, dan W2 adalah bobot Arte atau ICG yang ditambahkan.

Mikroskop elektron transmisi (Hitachi, Tokyo, Jepang) digunakan untuk mendeteksi morfologi sampel. Sebuah Zetasizer (Zetasizer 3000; Malvern Instruments, Worcestershire, UK) digunakan untuk mengukur ukuran dan potensi zeta sampel. Spektrofotometer UV-vis (UV-1601PC, Shimadzu, Kyoto, Jepang) digunakan untuk mengukur spektrum absorbansi. Laser gelombang kontinu panjang gelombang tunggal 808 nm (Beijing Laserwave Optoelectronics Technology Co. Ltd) diterapkan untuk melakukan eksperimen fototermal, dan suhu dideteksi oleh termometer termokopel (Fluke, USA).

Pelepasan Arte yang Dipicu Termal dan pH

Untuk menentukan pelepasan Arte yang dipicu oleh termal dan pH, NP FA-IHA (50 g/mL) dibagi menjadi tiga kelompok:(a) pH 6,5, (b) pH 7,4, dan (c) pH 6,5 dengan penyinaran NIR (808 nm, 1 L/cm ² , 1 menit pulsa) pada titik waktu yang dipilih selama 36 jam. Jumlah Arte yang dilepaskan ditentukan menurut penyerapan UV-vis Arte pada 287 nm di supernatan.

Deteksi Produksi Oksigen Singlet

1, 3-diphenylisobenzofuran (DPBF) digunakan untuk mendeteksi oksigen singlet. 15 μL larutan asetonitril DPBF ditambahkan ke dalam larutan murni ICG atau FA-IHA NPs (1,0 mL, 10 μg/mL) dan diaduk rata, diikuti dengan penyinaran selama 5 menit (808 nm, 1,0 W/cm ² ). Spektrum penyerapan UV-vis direkam pada titik waktu yang berbeda, dan laju penurunan penyerapan pada 410 nm sebanding dengan produksi oksigen singlet.

Kultur Sel dan Serapan Seluler

Sel HepG2 dibeli dari American Type Culture Collection dan dalam ukuran 25 cm ² labu kultur sel masing-masing, dengan media kultur DMEM dengan menambahkan 1% penisilin-streptomisin dan 10% serum janin sapi (FBS). Sel HepG2 disimpan pada suhu 37 °C dalam 5% CO₂ suasana.

Untuk mengamati serapan seluler, sel HepG2 dikultur dengan ICG gratis, NP IHA, dan NP FA-IHA (dengan 0,05 mg/mL ICG) selama 6 jam. Setelah itu, PBS digunakan untuk mencuci sel yang dirawat selama tiga kali. Sel-sel tersebut kemudian difiksasi dengan 200 L glutaraldehid dan diwarnai dengan DAPI selama 10 menit. Sinyal fluoresensi nanopartikel dalam sel dideteksi dengan menggunakan mikroskop pemindaian laser confocal (FV300, Olympus, Jepang).

Untuk mengevaluasi lebih lanjut serapan seluler, flow cytometer (FCM, BD, Franklin Lakes, NJ, USA) diterapkan. Seperti dijelaskan di atas, sel-sel yang diobati dengan ICG-, IHA NPs-, dan FA-IHA NPs bebas dicuci tiga kali dengan PBS dan dicerna oleh tripsin-EDTA. Sel-sel yang ditangguhkan secara langsung diperkenalkan ke FCM untuk menganalisis rasio penyerapan seluler.

Generasi ROS Intraseluler

Sel-sel HepG2 dikultur dalam pelat 12-sumur dengan kepadatan 2 × 10 ⁵ sel per mililiter dan diinkubasi selama 24 jam, diikuti dengan penambahan 1 mL berbagai sampel termasuk (1) PBS, (2) Arte, (3) FA-HA-NPs, (4) ICG gratis, (5) IHA- NP, dan (6) solusi NP FA-IHA. Setelah inkubasi lebih lanjut selama 12 jam, sel diiradiasi selama 5 menit (808 nm, 1,0 W/cm ² ), diikuti dengan pengobatan dengan DCFH-DA (5 μg/mL) selama 30 mnt. Akhirnya, sel-sel dicuci secara menyeluruh dengan PBS, dan produksi ROS intraseluler dideteksi secara kuantitatif dengan menggunakan sitometer dan secara kualitatif dengan mikroskop fluoresensi terbalik-Leica.

Terapi Foto-Kemo Kombinasi Tumor In Vitro

Sel-sel HepG2 diunggulkan dalam pelat 96-sumur (2 × 10 ⁴ sel per sumur) untuk inkubasi 24 jam. NP ICG, Arte, IHA, dan FA-IHA gratis (dengan 0, 5, 10, 20, dan 30 μg/mL Arte) ditambahkan ke dalam sel. Setelah inkubasi 6 jam, media lama dibuang. Sel yang dirawat diiradiasi dengan atau tanpa laser 808 nm (1,0 W/cm ² , 5 mnt) dan dikultur selama 24 jam berikutnya. Viabilitas sel diukur dengan uji CCK-8 klasik sesuai dengan protokol.

Untuk mengkonfirmasi lebih lanjut sel hidup dan mati setelah perawatan NIR, sel-sel yang dirawat diwarnai dengan calcein-AM/PI. Sel HepG2 telah diunggulkan sebelumnya dalam pelat 35 mm dengan kepadatan 1 × 10 ⁶ sel per piring dan diperlakukan dengan PBS, PBS + NIR, FA-IHA NPs, atau FA-IHA NPs + NIR. Setelah 6 jam inkubasi, sel disinari selama 5 menit dengan laser 808 nm (1 W/cm ² ) dan dikultur selama 24 jam berikutnya. Sel diwarnai dengan calcein-AM/PI selama 30 menit, dicuci dengan PBS untuk menghilangkan larutan pewarna berlebih, dan kemudian dicitrakan menggunakan mikroskop pemindaian laser confocal (calcein-AM lex = 488 nm, lem = 515 nm; PI lex = 535 nm , lem = 617 nm).

Model Hewan dan Pencitraan Fluoresensi In Vivo

Tikus telanjang Balb/c diperoleh dari Pusat Laboratorium Ilmu Hewan Provinsi Guangdong dan digunakan di bawah protokol yang disetujui oleh Universitas Kedokteran Guangzhou. Untuk menetapkan tumor subkutan HepG2, 1 × 10 ⁶ Sel HepG2 (dalam 100 μL PBS) disuntikkan ke bagian belakang tikus telanjang Balb/c.

Tikus pembawa tumor (n = 5) dicitrakan oleh sistem Spektrum IVIS yang tersedia secara komersial (Caliper LifeSciences, USA) sebelum dan pada 10 menit, 6 jam, 12 jam, 24 jam, dan 48 jam pasca injeksi ICG gratis, IHA NP, dan FA- NP IHA.

Terapi Foto-Kemo Kombinasi Tumor di Vivo

Tikus pembawa tumor secara acak dibagi menjadi beberapa kelompok (n = 5) dan masing-masing dirawat oleh PBS, Arte, FA-IHA NPs, ICG + NIR, IHA NPs + NIR, dan FA-IHA NPs + NIR (dengan dosis Arte bebas yang sama). Laser NIR lima menit (808 nm, 1 W/cm ² ) digunakan untuk menyinari daerah tumor pada 24 jam (hari 0) dan 48 jam (hari 1) pasca injeksi intravena sampel ini. Gambar termal dan suhu tikus yang diiradiasi direkam. Selama perawatan, ukuran tumor dicatat setiap 4 hari dan dihitung berdasarkan persamaan:volume = (panjang tumor) × (lebar tumor) ² / 2. Hasilnya ditunjukkan oleh volume tumor relatif yang merupakan volume tumor dibagi dengan volume tumor awal. Setelah perawatan, organ utama termasuk jantung, hati, limpa, paru-paru, dan ginjal tikus dalam kelompok PBS dan FA-IHA NPs + NIR dipanen, difiksasi dalam formalin 4%, dimasukkan ke dalam parafin, diwarnai dengan H&E, dan dicatat oleh mikroskop digital.

Hasil dan Diskusi

Sintesis dan Karakterisasi NP FA-IHA

Gambar 1 mengilustrasikan penggunaan skema NP FA-IHA dan aplikasinya untuk terapi foto-kemo kombinasi bertarget tumor yang dipandu pencitraan. Agen teranostik multifungsi FA-IHA NP disiapkan melalui metode perakitan mandiri yang sederhana dan biokompatibel. ICG terkonjugasi digunakan sebagai agen pencitraan fluoresensi NIR dan agen fototerapi untuk sifat PTT-PDT-nya. Selain itu, Arte yang dimuat memberikan efek kemoterapi.

Representasi skematis dari FA-IHA NP yang digunakan untuk terapi foto-kemo kombinasi tumor yang dipandu pencitraan in vitro dan in vivo

Gambar TEM NP FA-IHA menunjukkan struktur bola monodispersi dengan diameter sekitar 131,2 nm (Gbr. 2a). Diameter hidrodinamik ini dikonfirmasi dengan panjang 131 ± 2,3 nm dalam air, phosphate buffer saline (PBS), dan media sel (Gbr. 2b), menurut analisis DLS. Potensi zeta 131.2 ± 2.12 juga terdeteksi sebagai 29.2 ± 1.13 mV di ketiga media ini (Gbr. 2c). Selain itu, diameter NP FA-IHA tidak mengalami perubahan signifikan selama 7 hari pada ketiga media ini (Gbr. 2d). Hasil ini menunjukkan bahwa NP FA-IHA yang disiapkan memiliki stabilitas yang baik, kemungkinan karena lapisan PEG dan HSA. Spektrum UV-vis-NIR NP FA-IHA menampilkan puncak penyerapan Arte dan ICG (Gbr. 2e), menunjukkan keberadaan Arte dan ICG di NP FA-IHA. Rasio pemuatan arte adalah 98,6 ± 3,1%, dan rasio pemuatan ICG adalah 56,9 ± 2,4%. Gambar 2f menunjukkan bahwa NP FA-IHA memiliki properti fluoresensi yang serupa dibandingkan dengan ICG gratis.

a Gambar TEM NP FA-IHA. b , c Ukuran dan distribusi potensi zeta NP FA-IHA dalam air, media sel, dan PBS. d Perubahan ukuran NP FA-IHA dalam air, media sel, dan PBS. e Spektrum serapan NP ICG, Arte, dan FA-IHA bebas. f Spektrum fluoresensi NP ICG dan FA-IHA gratis

Didorong oleh penyerapan optik NIR yang kuat dari NP FA-IHA, properti fototermal dari NP FA-IHA dievaluasi. NP air, ICG bebas, dan FA-IHA (dengan konsentrasi ICG yang sama) diiradiasi dengan laser 808 nm (1 W/cm ² ). Suhu NP FA-IHA dan ICG bebas meningkat sekitar 36 °C dalam waktu 5 menit setelah iradiasi (Gbr. 3a), sementara air memberikan kenaikan suhu kurang dari 4 °C, menunjukkan bahwa nanopartikel yang mengandung ICG memiliki efek fototermal yang signifikan. efek dan memiliki potensi untuk terapi kanker. Selain itu, File tambahan 1:Gambar S1 menunjukkan kurva pemanasan fototermal NP FA-IHA di bawah 5 menit penyinaran laser 808 nm dengan 0,5, 1, dan 1,5 W/cm ² , menunjukkan bahwa intensitas laser optimal adalah 1 W/cm ² . Tes fotostabilitas pada NP FA-IHA dan ICG gratis dilakukan. ICG gratis menunjukkan penurunan suhu yang signifikan setelah lima siklus dibandingkan dengan NP FA-IHA (Gbr. 3b). Gambar 3c menunjukkan perubahan intensitas penyerapan NP ICG dan FA-IHA bebas sebelum dan sesudah lima siklus penyinaran NIR (808 nm, 1 W/cm ² ). Hasilnya menunjukkan bahwa intensitas absorbansi pada 808 nm ICG bebas menurun setelah lima siklus penyinaran NIR, sedangkan NP FA-IHA mempertahankan intensitas absorbansi murni. Selain itu, kami membandingkan stabilitas fluoresensi NP ICG dan FA-IHA gratis (Gbr. 3d). Setelah 30 hari penyimpanan pada 4 °C, intensitas fluoresensi NP FA-IHA pada 800 nm adalah 0,72 dibandingkan dengan intensitas awal 1, sedangkan fluoresensi ICG bebas turun menjadi 0,12 dibandingkan dengan intensitas awalnya, karena agregasi yang diinduksi -pemutihan foto [36]. Hasil ini menunjukkan bahwa ICG terkonjugasi secara kovalen lebih stabil daripada ICG bebas, kemungkinan karena perakitan mandiri HSA dan PEG melindungi ICG dari agregasi yang diinduksi lingkungan internal, seperti panas atau cahaya. Dengan demikian, hasil ini menunjukkan bahwa NP FA-IHA memiliki efek fototermal dan stabilitas fototermal yang sangat baik.

a Kurva pemanasan fototermal NP air, ICG, dan FA-IHA di bawah 5 mnt penyinaran laser 808 nm (1 W/cm ² ). b Variasi suhu NP ICG dan FA-IHA setelah penyinaran terus menerus selama 5 menit dengan laser 808 nm selama 5 siklus. c Perubahan penyerapan NP FA-IHA pada 780 nm sebelum dan sesudah iradiasi dengan laser NIR 808 nm selama 5 siklus. d Fluoresensi NP ICG dan FA-IHA berubah selama 30 hari

Selanjutnya, probe spesifik ROS 1,3-diphenylisobenzofuran (DPBF) digunakan untuk mendeteksi produksi ROS oleh NP FA-IHA setelah iradiasi NIR. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4a, NP FA-IHA menghasilkan jumlah ROS yang signifikan (0,58 dalam absorbansi standar) dalam 5 menit penyinaran NIR dibandingkan dengan ICG gratis (0,35), yang mungkin dikaitkan dengan terapi kombinasi NP FA-IHA.

a Absorbansi DPBF yang dinormalisasi dengan adanya ICG, NP FA-IHA, dan sampel kosong di bawah penyinaran laser 808 nm (1 W/cm ² ). b Kinetika pelepasan Arte dari NP FA-IHA di bawah pH = 7,4 dan pH = 6,5 dengan atau tanpa iradiasi laser NIR, masing-masing

Di bawah penyinaran laser NIR (808 nm, 1 W/cm ² ) dan kondisi pH, kinerja pelepasan diselidiki (Gbr. 4b). Sebaliknya, tanpa penyinaran NIR, NP FA-IHA masing-masing menunjukkan pelepasan Arte sebesar 11,61% dan 34,2% pada pH 7,4 dan pH 6,5, sedangkan pada penyinaran NIR selama enam kali, NP FA-IHA menunjukkan pelepasan Arte total 68,4% pada pH 6,5, menunjukkan bahwa iradiasi NIR dan kondisi asam dapat memicu pelepasan Arte secara signifikan dari NP FA-IHA. Iradiasi NIR dan pelepasan obat yang responsif terhadap asam kemungkinan disebabkan oleh ekspansi nanopartikel HSA yang diinduksi panas, dan sebagai tambahan, pada lingkungan asam, H ⁺ dapat mengubah muatan permukaan HSA yang mengubah keseimbangan hidrofilik/hidrofobik nanopartikel [37, 38].

Serapan Sel dan Deteksi ROS Intraseluler

Berkat sifat fluoresensi ICG, penyerapan NP FA-IHA diamati secara langsung dalam sel HepG2 melalui mikroskop fluoresensi. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 5a, setelah perawatan sel dengan NP FA-IHA, sitoplasma menunjukkan fluoresensi ICG merah yang lebih kuat daripada yang diamati pada sel yang diobati dengan NP ICG dan IHA gratis. Selanjutnya, rasio serapan sel FA-IHA NP dikuantifikasi oleh FCM sebagai 52,3%, yang lebih tinggi dari rasio NP IHA (25,2%) dan ICG gratis (3,9%) (Gbr. 5b). Hasilnya menunjukkan bahwa FA terkonjugasi memfasilitasi nanopartikel untuk menargetkan reseptor FA pada sel tumor dan dengan demikian meningkatkan serapan sel NP FA-IHA [39, 40, 41].

a Gambar fluoresen confocal sel HepG2 setelah inkubasi dengan NP ICG dan IHA gratis, dan NP FA-IHA. Warna merah dan biru masing-masing mewakili fluoresensi ICG dan inti sel yang diwarnai DAPI. b Pengukuran flow cytometry intensitas fluoresensi ICG dalam sel HepG2 setelah inkubasi dengan NP ICG dan IHA gratis dan NP FA-IHA

Dengan menggunakan mikroskop fluoresensi, kami mengamati aktivitas fotodinamik intrinsik sel yang diobati dengan Arte-, ICG-, dan FA-IHA NPs dengan atau tanpa penyinaran NIR. Sebuah ROS probe 2, 7-dichlorodihydrofluorescein diacetate digunakan untuk memvisualisasikan produksi ROS seluler. Hasilnya menunjukkan bahwa NP FA-IHA dapat menginduksi produksi ROS yang ditingkatkan secara signifikan dibandingkan dengan sampel lain setelah 5 menit penyinaran NIR (Gbr. 6a). Nilai fluoresen yang sesuai ditunjukkan pada Gambar. 6b.

a Gambar fluoresensi produksi ROS dalam sel kanker yang diobati dengan berbagai obat, dan b intensitas fluoresen yang sesuai:(1) PBS, (2) Arte, (3) NP FA-HA, (4) ICG + NIR bebas, (5) NP IHA + NIR, dan (6) FA-IHA NPs + NIR

Terapi Foto-Kemo Kombinasi Tumor In Vitro

Gambar 7a menunjukkan perubahan suhu sel yang diberi perlakuan PBS-, ICG-, IHA NPs-, dan FA-IHA NPs bebas (dengan konsentrasi ICG yang sama) setelah 5 menit penyinaran NIR (1,0 W/cm ² ). Suhu sel yang diobati dengan NP FA-IHA menunjukkan peningkatan tertinggi (ΔT = 31 °C) dibandingkan dengan sel yang diobati dengan PBS-, ICG- bebas, dan IHA NPs. Kelangsungan hidup sel yang diobati dengan Arte, IHA NP, dan FA-IHA NP pada konsentrasi yang berbeda selama 24 jam tanpa iradiasi NIR menurun dengan meningkatnya konsentrasi, sedangkan ICG bebas pada konsentrasi ini tidak menunjukkan sitotoksisitas (Gbr. 7b). Sementara itu, NP FA-IH pembawa obat (FA-IHA NPs tanpa Arte) juga tidak menunjukkan sitotoksisitas yang signifikan (File tambahan 1:Gambar S2). Sebaliknya, setelah penyinaran NIR (1.0 W/cm ² , 5 menit), kematian sel yang bergantung pada konsentrasi secara signifikan diamati pada sel yang diobati dengan ICG gratis, NP IHA, dan NP FA-IHA (Gbr. 7c). Efeknya sangat signifikan dalam sel yang diobati dengan FA-IHA NPs. Efek antikanker yang sangat baik dapat dikaitkan dengan terapi foto-kemo kombinasi yang ditargetkan, seperti efek kemoterapi dari Arte yang dilepaskan dan efek terapi PTT-PDT dari ICG. Selanjutnya, sitotoksisitas NP FA-IHA dengan atau tanpa iradiasi NIR diselidiki dengan pewarnaan ganda calcein-AM/PI. Sel yang diobati dengan NP FA-IHA dan iradiasi hampir sepenuhnya mati dibandingkan dengan kelompok perlakuan lainnya (Gbr. 7d).

a Kurva perubahan suhu sel yang diberi perlakuan PBS-, ICG-, IHA NPs-, dan FA-IHA NPs bebas dalam pelat 96-sumur setelah 5 menit penyinaran NIR. b, k Viabilitas sel dari sel yang diobati dengan NP ICG, Arte, IHA, dan FA-IHA gratis tanpa atau dengan penyinaran laser 808 nm (5 mnt, 1 W/cm ² ), masing-masing. d Gambar pewarnaan ganda kalsium AM/PI sel setelah perawatan dengan PBS (kontrol), PBS + NIR, FA-IHA NPs, dan FA-IHA NPs + NIR, masing-masing

Pencitraan Fluoresensi In Vivo

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 8a dan b 0,1 jam pasca injeksi ICG gratis, NP IHA, dan NP FA-IHA, sinyal fluoresensi yang kuat dapat dilihat di seluruh tubuh tikus yang mengandung tumor. Sinyal fluoresensi meningkat di wilayah tumor dengan bertambahnya waktu, mencapai puncaknya pada 24 jam setelah injeksi. Sinyal fluoresensi tumor pada kelompok NP FA-IHA adalah yang tertinggi dibandingkan dengan kelompok NP ICG dan IHA di semua titik yang diuji (Gbr. 8b), yang menunjukkan bahwa NP FA-IHA dapat sangat terakumulasi di wilayah tumor karena FA - efek target tumor yang diinduksi. Selain itu, biodistribusi di jaringan utama, termasuk jantung, hati, limpa, paru-paru, dan ginjal, dilakukan dengan analisis kuantitatif fluoresensi ex vivo 24 jam setelah injeksi. Pada semua kelompok yang diuji, sinyal fluoresensi kuat terdeteksi di jaringan hati (Gbr. 8c), yang menunjukkan bahwa konversi metabolik utama senyawa ini mengikuti jalur hepatik. Hasil ini menunjukkan bahwa NP FA-IHA selektif dapat terakumulasi dalam tumor in vivo, kemungkinan disebabkan oleh efek yang ditargetkan FA [37].

a Gambar fluoresensi representatif dari tikus yang mengandung tumor setelah injeksi vena ekor dengan ICG gratis, NP IHA, dan FA-RIPNPs. Lingkaran putus-putus hitam menunjukkan daerah tumor. b Analisis kuantitatif in vivo dari sinyal fluoresensi di daerah tumor tikus yang diobati dengan ICG gratis, NP IHA, dan NP FA-IHA sebagai fungsi waktu injeksi. c Sinyal fluoresensi organ utama termasuk jantung, hati, limpa, paru-paru, dan ginjal

Terapi Foto-Kemo Kombinasi Tumor di Vivo

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 9a dan b, suhu tumor pada tikus yang mengandung tumor setelah pengobatan dengan PBS, ICG gratis, NP IHA, dan NP FA-IHA pada 24 jam pasca injeksi di bawah 5 menit iradiasi NIR (1 W/ cm ² ) direkam oleh imager termal. Perkiraan peningkatan 22,1 °C dari wilayah tumor terdeteksi pada kelompok yang diobati dengan FA-IHA NPs, yang merupakan yang tertinggi daripada kelompok lain. Setelah dua siklus penyinaran NIR (hari 0 dan hari 2), kelompok FA-IHA NPs + NIR menunjukkan penekanan pertumbuhan tumor yang signifikan tanpa kambuh (Gbr. 9c), sedangkan kelompok yang diobati dengan PBS, Arte, FA-IHA NPs, PBS + NIR, ICG + NIR, dan IHA NPs + NIR tidak menunjukkan indikasi yang jelas dari supresi tumor. Selanjutnya, setelah 90 hari, tikus dalam kelompok FA-IHA NPs + NIR menunjukkan tingkat kelangsungan hidup 100% (Gbr. 9d). Hasil ini menunjukkan bahwa NP FA-IHA dengan iradiasi NIR memiliki kemanjuran terapi tumor in vivo yang sangat baik, kemungkinan karena terapi foto-kemo bertarget aktif dan kombinasi.

a Suhu daerah tumor pada tikus pembawa tumor setelah injeksi vena ekor PBS, ICG, IHA NP, dan FA-RIPNPs pada 24 jam di bawah 5 menit penyinaran NIR (808 nm, 1 W/cm ² ). b Gambar termal tikus pembawa tumor setelah injeksi vena ekor PBS, ICG, IHA NP, dan FA-RIPNPs pada 24 jam di bawah 5 menit penyinaran NIR (808 nm, 1 W/cm ² ). c Profil pertumbuhan tumor xenograft HepG2 setelah injeksi intravena PBS, Arte, ICG, IHA NP, dan FA-RIPNPs dengan atau tanpa penyinaran NIR 5 menit (808 nm, 1 W/cm ² ). d Tingkat kelangsungan hidup tikus pembawa tumor setelah injeksi vena ekor dengan PBS, Arte gratis, ICG, NP IHA, dan FA-RIPNPs dengan atau tanpa penyinaran NIR 5 menit (808 nm, 1 W/cm ² )

Akhirnya, pewarnaan hematoxylin dan eosin (H&E) digunakan untuk mengevaluasi toksisitas FA-IHA NPs. Gambar bagian menunjukkan tidak ada lesi histologis yang signifikan dibandingkan dengan kelompok yang diobati dengan PBS (Gbr. 10), menunjukkan NP FA-IHA memiliki toksisitas yang dapat diabaikan, yang kemungkinan karena keamanan bahan NP FA-IHA, sehingga bermanfaat untuk penggunaannya di masa depan dalam praktik klinis.

Bagian jaringan organ utama yang diwarnai H&E, termasuk jantung, hati, limpa, paru-paru, dan ginjal dari tikus yang diobati dengan NP PBS dan FA-IHA

Kesimpulan

Sebagai kesimpulan, agen theranostik multifungsi disiapkan, mengkonjugasikan FA dan ICG secara kovalen, dan mengenkapsulasi Arte untuk terapi foto-kemo kombinasi tumor yang dipandu pencitraan in vitro dan in vivo. NP FA-IHA yang disiapkan menunjukkan sifat koloid dan stabilitas panas dan fluoresensi yang sangat baik. Di bawah iradiasi NIR, NP FA-IHA menunjukkan efek fototermal yang hebat yang dapat memicu pelepasan Arte dan menghasilkan lebih banyak ROS setelah iradiasi NIR daripada ICG gratis yang menunjukkan kinerja fotodinamik. FA terkonjugasi memfasilitasi penyerapan seluler dan akumulasi tumor yang sangat efisien secara in vitro dan in vivo. Selain itu, kemanjuran antikanker yang sangat efektif dari NP FA-IHA menggabungkan kemoterapi obat termal penargetan aktif, seperti terapi PTT-PDT, yang ditunjukkan secara in vitro dan in vivo. Secara keseluruhan, hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa NP FA-IHA mungkin merupakan sistem target tumor yang menjanjikan yang layak untuk aplikasi nanomedicine di masa depan.

Singkatan

Arte:

Artesunat

FA:

Asam folat

HSA:

Albumin serum manusia

ICG:

Hijau Indosianin

NIR:

Inframerah dekat

PDT:

Terapi fotodinamik

PEG:

Polietilen glikol

PTT:

Terapi fototermal

Pengamatan Efek Hall Spin Terbalik Terinduksi Foto Ekstrinsik dalam Gas Elektron Dua Dimensi GaAs/AlGaAs Pengaruh Bilayer CeO2−x/ZnO dan ZnO/CeO2−x Struktur Heterostruktur dan Polaritas Elektroform pada Sifat Pengalihan Memori Non-Volatil