単球を介した抗腫瘍剤送達システムのためのPLGAナノ粒子の開発

PLGA Based Nanoparticles for the Monocyte-Mediated Anti-Tumor Drug Delivery System.

• Paola Allavena
• Alessandro Palmioli
• Roberta Avigni
• Marina Sironi
• Barbara La Ferla
• Akihiro Maeda

抄録

新しい治療薬の開発とともに、腫瘍特異性を高め、予期せぬ毒性を回避するためには、抗腫瘍薬の送達システムの革新が必要とされています。本研究では、血液中の単球が抗腫瘍薬を高分子ポリ（D,L-ラクチド-コ-グリコリド）酸ベースのナノ粒子（PLGA NP）にカプセル化した抗腫瘍薬を送達するカーゴとなりうることを証明することを目的として、生きた細胞を介在させた薬物送達システムとナノテクノロジーを組み合わせて、より高い効率を達成しました。本研究では、単離精製された単球がどのようにしてPLGA-NPを効率的に内包するかを特徴づけ、腫瘍担持マウスの静脈内注射時にその輸送を画像化した。PLGA-Cy7 NP を担持した単球は、遊離の PLGA-Cy7 NP よりも優れた効率で腫瘍部位に到達することができ、生体分布解析の結果、末梢組織の中で最も腫瘍に到達していることが確認されました。さらに、ドキソルビシンをカプセル化したPLGA NP（PLGA-Doxo）を担持した単球が、共培養腫瘍細胞を強力に殺傷することを実証した。我々の研究は、単球が腫瘍治療のための生きた細胞を媒介とした薬物送達システムのアプローチに利用できることを証明する概念実証を提供するものである。

Together with the development of new therapeutic agents, innovation in the delivery system of anti-tumor drugs is required to increase tumor-specificity and avoid unexpected toxicity. To achieve higher efficiency, we combined a live cell-mediated drug delivery system with nanotechnology, with the aim to prove that blood monocytes can be a cargo to deliver antitumor drugs encapsulated in Polymeric poly(D, L-lactide-co-glycolide) acid based nanoparticles (PLGA NPs). In this study, we have characterized how isolated purified monocytes efficiently internalize PLGA-NPs and have imaged their trafficking upon intravenous injection in tumor-bearing mice. Monocytes carrying PLGA-Cy7 NPs were able to reach the tumor site, with superior efficiency than free PLGA-Cy7 NPs, and the bio-distribution analysis confirmed that tumors were the most reached among peripheral tissues. We further demonstrate that monocytes carrying Doxorubicin encapsulated PLGA NPs (PLGA-Doxo) induced strong killing of co-cultured tumor cells. Our studies provide proof-of-concept evidence that monocytes can be exploited in approaches of live cell-mediated drug delivery systems for tumor therapy.