DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2024.1329636
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38323081
تاريخ النشر: 2024-01-23
المؤلف: Qingzhi Ji وآخرون
الموضوع الرئيسي: توصيل الأدوية المعتمد على الجسيمات النانوية
نظرة عامة
تناقش هذه القسم إمكانية الألبومين كحامل للأدوية بسبب قدرته على الارتباط بمختلف الجزيئات الحيوية، مما يبرز أهمية فهم آليات النقل في أنظمة توصيل الأدوية المعتمدة على الألبومين. تشمل المستقبلات الرئيسية المعنية في هذه العملية الجليكوبروتين 60 (GP60) والبروتين السري الحمضي والغني بالسيستين (SPARC). يسهل GP60، الموجود على خلايا البطانة الوعائية، انتقال الألبومين عبر الحاجز البطاني، بينما يعزز SPARC، الذي يتم التعبير عنه بشكل مفرط في أنواع الأورام العديدة، استهداف الألبومين لخلايا السرطان.
تؤكد المراجعة على الأدوار البيولوجية لـ GP60 و SPARC في سياق توصيل الأدوية المضادة للأورام، مشيرة إلى إمكانياتهما كأهداف علاجية. كما تحدد التحديات المتعلقة بتفاعل الألبومين مع هذه المستقبلات، خاصة تأثير ت denaturation الألبومين على فعالية ارتباطه. إن الحفاظ على سلامة الألبومين الوظيفية أمر حاسم لتحسين استخدامه في العلاجات المستهدفة للسرطان عبر مسارات GP60 و SPARC.
مقدمة
تناقش مقدمة الورقة أهمية الألبومين، وهو البروتين الأكثر انتشارًا في بلازما الدم، والذي يشكل حوالي 50% من إجمالي بروتينات البلازما. الأنواع الرئيسية من الألبومين ذات الصلة بالبحث الطبي الحيوي هي الألبومين البشري (HSA) والألبومين البقري (BSA)، وكلاهما يظهر هياكل بلورية على شكل قلب ووزن جزيئي حوالي 69 كيلو دالتون. تجعل خصائص الألبومين غير المناعية، وغير السامة للخلايا، ومواقع الارتباط المتعددة للأدوية منه مكونًا قيمًا في أنظمة توصيل الأدوية، خاصة من خلال مستقبلات مثل GP60 و SPARC، التي تسهل نقل الأدوية المضادة للأورام.
تستعرض هذه القسم أيضًا تاريخ البحث حول GP60 و SPARC، مشيرة إلى النتائج الرئيسية المتعلقة بأدوارهما في نقل الألبومين وتوصيل الأدوية. لقد أظهر GP60، وهو جليكوبروتين بوزن 60 كيلو دالتون، أنه يتوسط انتقال الألبومين عبر خلايا البطانة، مع آثار كبيرة على توصيل الأدوية المستهدفة، كما يتضح من تطوير أدوية مثل ABI-007 و Abraxane®. تم التعرف على SPARC كعنصر رئيسي في العظام، وقد تم ربطه بتقدم الأورام وتكوين الأوعية، مع تزايد التطبيقات في أنظمة توصيل الأدوية بناءً على تفاعله مع الألبومين. تهدف المراجعة إلى سد الفجوة في الأدبيات الحالية من خلال تقديم فحص مفصل لـ GP60 و SPARC، وظائفهما البيولوجية، وإمكاناتهما في تعزيز حوامل الأدوية المعتمدة على الألبومين.
نقاش
في هذا القسم، يركز النقاش على الأدوار المتعددة لـ GP60 و SPARC كمستقبلات للألبومين، مما يبرز أهميتها في بيولوجيا الأورام وأنظمة توصيل الأدوية. يسهل GP60، الذي يتم التعبير عنه بشكل أساسي في خلايا البطانة الوعائية، انتقال الألبومين عبر جدران الأوعية الدموية، وهي عملية حاسمة لاستهداف الأورام في توصيل الأدوية. إن التعبير المفرط عنه في أنسجة الأورام يضع GP60 كهدف علاجي واعد، خاصة لتصميم حوامل الأدوية التي تستفيد من تفاعل الألبومين-GP60. من ناحية أخرى، يظهر SPARC مجموعة أوسع من الوظائف البيولوجية، بما في ذلك تعديل التصاق الخلايا، وتحلل ECM، وتكوين الأوعية، وكلها ذات صلة بتقدم الأورام والانتشار. إن قدرة SPARC على التفاعل مع مسارات الإشارة المختلفة تعزز من أهميته في بيولوجيا السرطان.
كما يؤكد النقاش على التحديات المرتبطة بالحفاظ على النشاط البيولوجي للألبومين أثناء إعداد حاملات الأدوية، حيث يمكن أن تؤثر الت denaturation على قدراته في الارتباط بـ GP60 و SPARC. تقترح استراتيجيات لتعزيز استقرار الألبومين، مثل التجميع الذاتي في نانو جزيئات دون استخدام المذيبات العضوية، لتحسين كفاءة الاستهداف. تختتم هذه القسم بإعادة التأكيد على إمكانيات أنظمة توصيل الأدوية المعتمدة على الألبومين التي تستفيد من مسارات GP60 و SPARC لاستهداف خلايا الأورام بشكل فعال، مع التأكيد على ضرورة الحفاظ على سلامة الألبومين الوظيفية لتحقيق نتائج علاجية مثلى.
DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2024.1329636
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38323081
Publication Date: 2024-01-23
Author(s): Qingzhi Ji et al.
Primary Topic: Nanoparticle-Based Drug Delivery
Overview
This section discusses the potential of albumin as a drug carrier due to its ability to bind various biomolecules, highlighting the importance of understanding the transport mechanisms of albumin-based drug delivery systems. Key receptors involved in this process are glycoprotein 60 (GP60) and secreted protein acidic and rich in cysteine (SPARC). GP60, found on vascular endothelial cells, facilitates the translocation of albumin across the endothelial barrier, while SPARC, which is overexpressed in numerous tumor types, enhances the targeting of albumin to cancer cells.
The review emphasizes the biological roles of GP60 and SPARC in the context of antitumor drug delivery, noting their potential as therapeutic targets. It also identifies challenges related to the interaction of albumin with these receptors, particularly the impact of albumin denaturation on its binding efficacy. The preservation of albumin’s functional integrity is crucial for optimizing its use in targeted cancer therapies via GP60 and SPARC pathways.
Introduction
The introduction of the paper discusses the significance of albumin, the most prevalent protein in blood plasma, which constitutes about 50% of total plasma proteins. The primary types of albumin relevant to biomedical research are human serum albumin (HSA) and bovine serum albumin (BSA), both exhibiting similar heart-shaped crystal structures and molecular weights around 69 kDa. Albumin’s non-immunogenicity, non-cytotoxicity, and multiple drug-binding sites make it a valuable component in drug delivery systems, particularly through receptors such as GP60 and SPARC, which facilitate the transport of antitumor drugs.
The section also outlines the research history of GP60 and SPARC, highlighting key findings regarding their roles in albumin transport and drug delivery. GP60, a 60-kDa glycoprotein, has been shown to mediate albumin transcytosis across endothelial cells, with significant implications for targeted drug delivery, as evidenced by the development of drugs like ABI-007 and Abraxane®. SPARC, identified as a major component of bone, has been linked to tumor progression and angiogenesis, with increasing applications in drug delivery systems based on its interaction with albumin. The review aims to fill the gap in existing literature by providing a detailed examination of GP60 and SPARC, their biological functions, and their potential in enhancing albumin-based drug carriers.
Discussion
In this section, the discussion centers on the multifaceted roles of GP60 and SPARC as albumin receptors, highlighting their significance in tumor biology and drug delivery systems. GP60, primarily expressed in vascular endothelial cells, facilitates the transcytosis of albumin across blood vessel walls, a process crucial for drug delivery targeting tumors. Its overexpression in tumor tissues positions GP60 as a promising therapeutic target, particularly for designing drug carriers that exploit the albumin-GP60 interaction. Conversely, SPARC exhibits a broader range of biological functions, including modulation of cell adhesion, ECM degradation, and angiogenesis, all of which are pertinent to tumor progression and metastasis. SPARC’s ability to interact with various signaling pathways further underscores its relevance in cancer biology.
The discussion also emphasizes the challenges associated with maintaining the biological activity of albumin during drug carrier preparation, as denaturation can impair its binding capabilities to GP60 and SPARC. Strategies to enhance albumin’s stability, such as self-assembly into nanoparticles without organic solvents, are proposed to improve targeting efficiency. The section concludes by reiterating the potential of albumin-based drug delivery systems that leverage the GP60 and SPARC pathways to effectively target tumor cells, while underscoring the necessity of preserving albumin’s functional integrity for optimal therapeutic outcomes.