Triple-negative breast cancer (TNBC) poses significant treatment challenges due to its high metastasis, heterogeneity, and poor biomarker expression. The N-terminus of an octapeptide NAPVSIPQ (NAP) was covalently coupled to a carboxylic acid derivative of Ru(2,2′-bipy)₃²⁺ (Rubpy) to synthesize an N-stapled short peptide-Rubpy conjugate (Ru-NAP). This photosensitizer (PS) was utilized to treat TNBC through microtubule (MT) targeted chemotherapy and photodynamic therapy (PDT). Ru-NAP formed more elaborate molecular aggregates with fibrillar morphology as compared to NAP. A much higher binding affinity of Ru-NAP over NAP toward β-tubulin (K_Ru-NAP: (6.8 ± 0.55) × 10⁶ M^–1; K_NAP: (8.2 ± 1.1) × 10⁴ M^–1) was observed due to stronger electrostatic interactions between the MT with an average linear charge density of ∼85 e/nm and the cationic Rubpy part of Ru-NAP. This was also supported by docking, simulation, and appropriate imaging studies. Ru-NAP promoted serum stability, specific binding of NAP to the E-site of the β^III-tubulin followed by the disruption of the MT network, and effective singlet oxygen generation in TNBC cells (MDA-MB-231), causing cell cycle arrest in the G2/M phase and triggering apoptosis. Remarkably, MDA-MB-231 cells were more sensitive to Ru-NAP compared to noncancerous human embryonic kidney (HEK293 cells) when exposed to light (^LightIC₅₀^Ru-NAP[HEK293]: 17.2 ± 2.5 μM, compared to ^LightIC₅₀^Ru-NAP[MDA-MB-231]: 32.5 ± 7.8 nM, ^DarkIC₅₀^Ru-NAP[HEK293]: > 80 μM, compared to ^DarkIC₅₀^Ru-NAP[MDA-MB-231]: 2.9 ± 0.5 μM). Ru-NAP also effectively inhibited tumor growth in MDA-MB-231 xenograft models in nude mice. Our findings provide strong evidence that Ru-NAP has a potential therapeutic role in TNBC treatment.

中文翻译：

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靶向微管的 NAP 肽-Ru（II）-聚吡啶基偶联物作为三阴性乳腺癌的双峰治疗剂


三阴性乳腺癌 （TNBC） 由于其高转移性、异质性和生物标志物表达差，带来了重大的治疗挑战。八肽 NAPVSIPQ （NAP） 的 N 端与 Ru（2,2′-bipy）₃²⁺ （Rubpy） 的羧酸衍生物共价偶联，合成 N -钉短肽-Rubpy 偶联物 （Ru-NAP）。这种光敏剂 （PS） 通过微管 （MT） 靶向化疗和光动力疗法 （PDT） 用于治疗 TNBC。与 NAP 相比，Ru-NAP 形成了更精细的分子聚集体，具有纤维状形态。Ru-NAP 对 β-微管蛋白 （K_Ru-NAP： （6.8 ± 0.55） × 10⁶ M^–1; K _NAP：（8.2 ± 1.1） × 10⁴ M^–1） 是由于平均线性电荷密度为 ∼85 e/nm 的 MT 与 Ru-NAP 的阳离子 Rubpy 部分之间更强的静电相互作用而观察到的。这对接、模拟和适当的成像研究也得到了支持。Ru-NAP 促进血清稳定性，NAP 与 β^III-微管蛋白的 E 位点特异性结合，随后破坏 MT 网络，并在 TNBC 细胞中有效产生单线态氧 （MDA-MB-231），导致细胞周期停滞在 G2/M 期并触发细胞凋亡。值得注意的是，与非癌性人胚胎肾（HEK293 细胞）相比，MDA-MB-231 细胞在光照下对 Ru-NAP 更敏感（^光IC₅₀^Ru-NAP [HEK293]：17.2 ± 2.5 μM，与^光IC₅₀^Ru-NAP [MDA-MB-231]：32.5 ± 7。8 nM，^暗IC₅₀^Ru-NAP[HEK293]：> 80 μM，与^暗IC₅₀^Ru-NAP [MDA-MB-231]：2.9 ± 0.5 μM）相比。Ru-NAP 还有效抑制裸鼠 MDA-MB-231 异种移植模型中的肿瘤生长。我们的研究结果提供了强有力的证据，证明 Ru-NAP 在 TNBC 治疗中具有潜在的治疗作用。