Biopolym. Cell. 2026; 42(1):54-67.
https://doi.org/10.7124/bc.000B2E
Молекулярна та клітинна біотехнології
Наночастинки "доксорубіцин-PLGA" — імуномодулюючі протипухлинні терапевтичні засоби з подвійною цитотоксичною та імуностимулюючою дією
1Джаффер М. Д., 1Чалуп А. М.
  1. Коледж енергетики та екологічних наук, Науковий університет Аль-Карх
    Багдад, Ірак

Abstract

Мета. Це дослідження мало на меті дослідити імуномодулюючу та протипухлинну дію наночастинок полі(лактид-ко-гліколевої кислоти), завантажених доксорубіцином (DOX-PLGA NPs), розроблених як наноімунотерапевтична система з подвійною функцією. Методи. Наночастинки DOX-PLGA були синтезовані методом випаровування емульсії-розчинника та охарактеризовані за розміром частинок, дзета-потенціалом, морфологією (TEM), завантаженням лікарського засобу та поведінкою вивільнення. Цитотоксичність вільних наночастинок DOX та наночастинок DOX-PLGA була оцінена в лініях ракових клітин MCF-7 та HCT116 за допомогою MTT-аналізу. Ко-культури «мононуклеарні клітини периферичної крові (PBMC) — пухлина» були проаналізовані на секрецію цитокінів (IFN-γ, IL-2, TNF-α та IL-10) та субпопуляції імунних клітин (CD8+ Т-клітини, NK-клітини та поляризація макрофагів). Терапевтичну ефективність було додатково досліджено на мишах з пухлинами CT26. Результати. Наночастинки DOX-PLGA мали середній розмір приблизно 145 нм (PDI 0,18, ζ −22 мВ), з ефективністю завантаження препарату 12,5% та ефективністю інкапсуляції 78%. Порівняно з вільним DOX, наноформула знижувала життєздатність клітин у більшій мірі (p < 0,01) та стимулювала більше вивільнення IFN-γ, IL-2 та TNF-α, тоді як рівень IL-10 знижувався. Проточний цитометричний аналіз показав збільшення популяцій CD8+ T- та NK-клітин та конгруентне перетворення макрофагів на фенотип M1. Ріст пухлини був значно пригнічений, виживання було подовжено, а наночастинки DOX-PLGA викликали незначну системну токсичність в умовах in vivo. Висновки. Імунонаночастинки демонструють контрольоване вивільнення наночастинок DOX-PLGA, зберігаючи при цьому потужну імуностимуляцію завдяки подвійній цитотоксичній та імуностимулюючій дії. Їхнє застосування як нової платформи для наноімунотерапії в лікуванні раку є виправданим.
Keywords: наночастинки PLGA, завантажені DOX, PLGA, наноімунотерапія, цитокіни, імунна активація, терапія раку,
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] Sung H, Ferlay J, Siegel RL, Laversanne M, Soerjomataram I, Jemal A, Bray F. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries. CA Cancer J Clin. 2021; 71(3):209-49.
[2] Senapati S, Mahanta AK, Kumar S, Maiti P. Controlled drug delivery vehicles for cancer treatment and their performance. Signal Transduct Target Ther. 2018; 3(7):1-19.
[3] Mellman I, Coukos G, Dranoff G. Cancer immunotherapy comes of age. Nature. 2011; 480(7378):480-9.
[4] Binnewies M, Roberts EW, Kersten K, Chan V, Fearon DF, Merad M, Coussens LM, Gabrilovich DI, Ostrand-Rosenberg S, Hedrick CC, Vonderheide RH, Pittet MJ, Jain RK, Zou W, Howcroft TK, Woodhouse EC, Weinberg RA, Krummel MF. Understanding the tumor immune microenvironment (TIME) for effective therapy. Nat Med. 2018; 24(5):541-50.
[5] Blanco E, Shen H, Ferrari M. Principles of nanoparticle design for overcoming biological barriers to drug delivery. Nat Biotechnol. 2015; 33(9):941-51.
[6] Irvine DJ, Swartz MA, Szeto GL. Engineering synthetic vaccines using cues from natural immunity. Nat Mater. 2013; 12(11):978-90.
[7] Wang Y, Xu Z, Chen Y, et al, and Gu Z. Nanoparticle-based delivery system for cancer immunotherapy. Nano Lett. 2020; 20(9):5579-92.
[8] Riley RS, June CH, Langer R, Mitchell MJ. Delivery technologies for cancer immunotherapy. Nat Rev Drug Discov. 2019; 18(3):175-96.
[9] Danhier F, Ansorena E, Silva JM, Coco R, Le Breton A, Préat V. PLGA-based nanoparticles: an overview of biomedical applications. J Control Release. 2012; 161(2):505-22.
[10] Kumari A, Yadav SK, Yadav SC. Biodegradable polymeric nanoparticles based drug delivery systems. Colloids Surf B Biointerfaces. 2010; 75(1):1-18.
[11] Sahoo SK, Labhasetwar V. Nanotech approaches to drug delivery and imaging. Drug Discov Today. 2003; 8(24):1112-20.
[12] Alexis F, Pridgen EM, Langer R, Farokhzad OC. Nanoparticle technologies for cancer therapy. Handb Exp Pharmacol. 2010; 197:55-86.
[13] Mosmann T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays. J Immunol Methods. 1983; 65(1-2):55-63.
[14] Freshney RI. Culture of animal cells: a manual of basic technique and specialized applications.- Hoboken: "Wiley-Blackwell", 2015;728p.
[15] Peer D, Karp JM, Hong S, Farokhzad OC, Margalit R, Langer R. Nanocarriers as an emerging platform for cancer therapy. Nat Nanotechnol. 2007; 2(12):751-60.
[16] Kim J, Choi Y, Yang S, Lee J, Choi J, Moon Y, Kim J, Shim N, Cho H, Shim MK, Jeon S, Lim DK, Yoon HY, Kim K. Sustained and long-term release of doxorubicin from PLGA nanoparticles for eliciting anti-tumor immune responses. Pharmaceutics. 2022; 14(3):474.
[17] Wu J, Wang X, Wang Y, Xun Z, Li S. Application of PLGA in Tumor Immunotherapy. Polymers (Basel). 2024; 16(9):1253.
[18] Al-Thani AN, et al. Next-generation nanoparticles for cancer and autoimmune disorders. Biochem J. 2025; 482(2):145-60.
[19] Zhang D, Liu L, Wang J, Zhang H, Zhang Z, Xing G, Wang X, Liu M. Drug-loaded PEG-PLGA nanoparticles for cancer treatment. Front Pharmacol. 2022; 13:990505.
[20] Wang M, Yu F, Zhang Y. Present and future of cancer nano-immunotherapy: opportunities, obstacles and challenges. Mol Cancer. 2025; 24(1):26.
[21] Choi Y, Yoon HY, Kim J, Yang S, Lee J, Choi JW, Moon Y, Kim J, Lim S, Shim MK, Jeon S, Kwon IC, Kim K. Doxorubicin-Loaded PLGA Nanoparticles for Cancer Therapy: Molecular Weight Effect of PLGA in Doxorubicin Release for Controlling Immunogenic Cell Death. Pharmaceutics. 2020; 12(12):1165.
[22] Gao J, Wang WQ, Pei Q, Lord MS, Yu HJ. Engineering nanomedicines through boosting immunogenic cell death for improved cancer immunotherapy. Acta Pharmacol Sin. 2020; 41(7):986-94.
[23] Shi J, Kantoff PW, Wooster R, Farokhzad OC. Cancer nanomedicine: progress, challenges and opportunities. Nat Rev Cancer. 2017; 17(1):20-37.
[24] Fang RH, Kroll AV, Gao W, Zhang L. Cell membrane coating nanotechnology. Adv Mater. 2018; 30(23):1706759.
[25] Li J, Wang Y, Liang R, An X, Wang K, Cui Y, Xu X, Zhou J. Recent advances in targeted nanoparticles drug delivery to melanoma. Front Oncol. 2022; 12:841308.
[26] Wang H, Agarwal P, Zhao S, Xu RX. Multifunctional nanoparticles in combination immunotherapy. Nanomedicine (Lond). 2020; 15(3):293-308.
[27] Huang X, Zhang F, Lee S, Swierczewska M, Kiesewetter DO, Lang L, Zhang G, Zhu L, Gao H, Choi HS, Niu G, Chen X. Long-term multimodal imaging of tumor draining sentinel lymph nodes using mesoporous silica-based nanoprobes. Biomaterials. 2012; 33(17):4370-8.