Polymeric Photosensitizer Nanocomplex Encapsulated T-lymphocyte Delivery System for Photodynamic Therapy of Cancer

Eine geeignete Modellsubstanz für mTHPC (m-tetra (Hydroxy) phenyl Chlorin) als Antikrebsmedikament stellt mTHPP oder 5,10,15,20-Tetrakis-(3-hydroxyphenyl) Porphyrin dar. Die Substanz mTHPP ist ein hocheffektives Medikament, jedoch weist es biopharmazeutische und physiologische Grenzen auf. Aufgrund der geringen Wasserlöslichkeit ist die Formulierung von mTHPP eine große Herausforderung. Desweiteren hat mTHPP die Tendenz sich in der Zellmembran anzureichern, was zu einer erhöhten Gewebetoxizität führt. Durch die Verpackung von mTHPP in Nanopartikel können diese Probleme effektiv gelöst werden, jedoch ist die gezielte Zerstörung von Krebszellen durch Nanocarrier eine große Schwierigkeit. T-Lymphozyten sind in der Lage Krebszellen zu identifizieren und zu attackieren. Durch vorhandene T-Zell-Rezeptoren auf den Krebszellen erwerben sie die Fähigkeit, Krebszellen zu erkennen, anzugreifen und eine „Tumor Autoimmune machinery“ zu bilden. Durch die Einschleusung von mTHPP (als mTHPP Nanocomplex) in T-Lymphozyten wird ein „immune cell based delivery system“ erzeugt. Ein solches System kann Krebszellen selektiv auswählen und mTHPP übertragen. mTHPP bindet durch nicht-kovalente Bindungen an folgenden Polymere: Polystyrolsulfonat-Na, Polyvinylpyrrolidone und Chitosan HCl (Protasan®). Diese physikalischen Bindungen sind schwach und erleichtern somit die Freisetzung von mTHPP. Interessanterweise besitzen diese Nanokomplexe auch eine photodynamische Aktivität. Somit stellen sie ideale „Carrier“ für mTHPP zur photodynamischen Therapie dar. Polymer-mTHPP Nanokomplexe werden durch Elektroporation in Jurkat-Zellen (JZ) eingeschleust, da dies ist eine einfache, kosten und zeitsparende Methode ist. Da PNC geladene JZs ein auf Immunzellen basierendes Transportsystem bilden, können sie durch eine direkte Verabreichung im Blut, Krebszellen identifizieren und dran binden. Der von Krebs betroffene Bereich wird mit einer bestimmten Wellenlänge des Lichts angeregt, was zu einer Anregung von PNC führt. Dies wiederum führt zu Erzeugung von ROS (Reaktive Sauerstoffspezies), die die umgebenen Krebszellen einschließlich der Jurkat-Zellen abtötet. PNC wurden durch UV-Spektroskopie charakterisiert um die Bildung von mTHPP-Polymer-NC zu bestätigen und um die Fluoreszenzeigenschaft zu charakterisieren, da dies die Voraussetzung für eine photodynamische Aktivität ist. Die Charakterisierung mittels AFM zeigte die Morphologie sowie die PNC Teilchengröße zwischen 10-80 nm. Solche kleinen Größen von Nanopartikeln sind geeignet, um in T-Lymphozyten aufgenommen zu werden. Außerdem wurden UV und- Fluoreszenz-Spektroskopie zur Quantifizierung von mTHPP genutzt. So konnte ein Beweis des Konzeptes erbracht werden, die Wasserlöslichkeit von mTHPC durch die Komplexbildung mit unterschiedlichen Polymeren zu verbessen. Ebenso wurde ein „T-Lymphocyte based delivery system“ für die Phototherapie gegen Krebs entwickelt. Die Substanz mTHPP diente als Model für mTHPC und Jurkat-Zellen wurden als T-Lymphozyten eingesetzt.