ビスフォスフォネート機能化ミセルを用いた転移性骨癌へのクルクミンの標的送達

Bisphosphonate-functionalized micelles for targeted delivery of curcumin to metastatic bone cancer.

• Sumedh Kamble
• Pegah Varamini
• Markus Müllner
• Théophile Pelras
• Ramin Rohanizadeh

抄録

転移性（二次性）骨癌は、進行癌患者の主要な死亡原因の一つである。骨内に位置する複数の腫瘍モジュールへの所望の治療ペイロードの標的送達のためのオプションの欠如は、転移性骨癌の治療/予防における最も重要な障害の1つである。クルクミンは、医薬品としての応用には既知の課題がありますが、抗がん剤としての可能性が証明されています。我々はこれまでに、ミセル化ナノ粒子製剤がこれらの課題の一部を克服し、その抗がん活性を高めることを示してきた。本研究では、ビスホスホネート（アレンドロネート）と共役したPluronic F127ミセルを用いて、クルクミンを効率的に標的化し、骨内の溶骨性腫瘍微小環境に特異的に送達することが可能な標的型薬物送達システムを開発しました。クルクミンをカプセル化したアレンドロネート共役ミセルナノ粒子を生理化学的に解析した。その結果、ミセル化したミセルはナノ領域の大きさ(約27nm)で、正の表面電荷(+2.87mV)と4%の薬物担持率を有していることが明らかになった。このミセルは、アレナドロン酸を結合させたものであり、有意な骨標的化ポテンシャルを示した。ミセルのヒドロキシアパタイト表面への迅速な結合は、これらのナノ粒子が骨内の溶骨性腫瘍への効果的かつ標的化されたクルクミンの送達のための有望なキャリアであることを示唆した。

Metastatic (secondary) bone cancer is one of the major causes of death in patients with advanced cancer. A lack of options for the targeted delivery of a desired therapeutic payload to multiple tumour modules located in the bone is still one of the foremost hurdles in the treatment/prevention of metastatic bone cancer. Curcumin has a proven anticancer potential with known challenges for application as a pharmaceutical agent. We have previously shown that micellar nanoparticle formulations could overcome some of these challenges and enhances its anti-cancer activity. In this study, we have developed a targeted drug delivery system using bisphosphonate (alendronate) conjugated Pluronic F127 micelles that could efficiently target, and specifically deliver curcumin to the osteolytic tumour microenvironment in the bone. The formulation of curcumin-encapsulated alendronate-conjugated micellar nanoparticles was physio-chemically characterized. Our findings demonstrated that the micelles have a nano-range size (∼27 nm) with a positive surface charge (+2.87 mV) and 4% of drug loading. The alendronate-conjugated micelle showed significant bone-targeting potential. Rapid binding of the micelles to hydroxyapatite surface suggested that these nanoparticles are promising carriers for effective and targeted delivery of curcumin to osteolytic tumours in the bone.