Possible applications of polymeric nitric oxide donors in treatment of murine experimental tumors

Abstract

Léčba založená na využití polymerních systémů pro cílenou terapii představuje jednu ze slibných strategií úspěšné léčby nádorů. Navázání nízkomolekulárních léčiv na syntetický polymerní nosič umožňuje cílený transport léčiv do nádorové tkáně/buněk a omezení systémové toxicity léčiva. Tyto konjugáty mají prodlouženou dobu cirkulace a díky efektu zvýšené permeability a retence (EPR efektu) se přednostně akumulují v nádorové tkáni. EPR efekt je založen na strukturní anomálii neovaskulatury nádoru a použití vasodilatačních látek zesílilo EPR efekt zvýšením krevního zásobení tumoru. Polymerní nosiče léčiv na bázi vodorozpustného N-(2-hydroxypropyl)methakrylamidu (HPMA) mohou využívat výhod různé architektury, obsahu léčiva a jeho kontrolovatel- ného uvolňování. Konjugáty na bázi HPMA s kancerostatiky již prokázaly vysokou protinádorovou aktivitu, indukci úplné regrese nádoru, která je v experimentálních myších modelech následována vývojem rezistence vůči další transplantaci nádorových buněk. S cílem zesílení EPR efektu vedoucího ke zvýšené akumulaci makromolekulárních léčiv v nádoru byly připraveny tři konjugáty s organickými nitráty založené na HPMA (označené 1, 2 a 3) jako polymerní donory oxidu dusnatého (NO). V předložené studii tyto polymerní NO donory nevykazovaly toxicitu vůči ná- dorovým buňkám...

Polymer-based drug delivery systems represent one of the promising strategies for successful tumor treatment. Conjugation of a low-molecular-weight drug to a syn- thetic polymer carrier enables targeted drug delivery to tumor tissue/cells and limited systemic toxicity of the drug. The conjugates show extended circulation time, and preferentially accumulate in tumor tissue due to the Enhanced Permeability and Re- tention (EPR) effect. The EPR effect depends on a structural anomaly in tumor neovasculature, and vasodilators were shown to enhance the EPR effect via an in- crease of blood supply in the tumor. Polymer drug carriers based on water-soluble N-(2-hydroxypropyl)methacrylamide (HPMA) benefit from variable architecture, drug loading and controlled release. HPMA-based conjugates with cancerostatics have al- ready proved high anti-tumor activity, inducing complete tumor regression followed by resistance to a second tumor challenge in experimental murine models. Three HPMA-based conjugates with organic nitrates (labeled 1, 2, and 3) were pre- pared as polymer donors of nitric oxide (NO) with the aim to intensify the EPR effect, thereby enhancing accumulation of co-administered macromolecular cancerostatics in the tumor. In this study, the conjugates were non-toxic to cancer cells and did not potentiate...