Neuroprotective Effect of Nerve Growth Factor Loaded in Porous Silicon Nanostructures in an Alzheimer's Disease Model and Potential Delivery to the Brain.
Alzheimer's disease
biolistics
brain
delivery
nerve growth factor
porous silicon
Journal
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
ISSN: 1613-6829
Titre abrégé: Small
Pays: Germany
ID NLM: 101235338
Informations de publication
Date de publication:
11 2019
11 2019
Historique:
received:
31
07
2019
pubmed:
5
9
2019
medline:
29
9
2020
entrez:
5
9
2019
Statut:
ppublish
Résumé
Nerve growth factor (NGF) plays a vital role in reducing the loss of cholinergic neurons in Alzheimer's disease (AD). However, its delivery to the brain remains a challenge. Herein, NGF is loaded into degradable oxidized porous silicon (PSiO
Identifiants
pubmed: 31482695
doi: 10.1002/smll.201904203
doi:
Substances chimiques
Nerve Growth Factor
9061-61-4
Silicon
Z4152N8IUI
Types de publication
Journal Article
Research Support, Non-U.S. Gov't
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e1904203Informations de copyright
© 2019 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.
Références
a) S. Scheff, D. Price, F. Schmitt, S. DeKosky, E. Mufson, Neurology 2007, 68, 1501;
b) S. T. DeKosky, S. W. Scheff, Ann. Neurol. 1990, 27, 457.
a) M. Citron, Nat. Rev. Drug Discovery 2010, 9, 387;
b) C. Van Cauwenberghe, C. Van Broeckhoven, K. Sleegers, Genet. Med. 2016, 18, 421.
a) L. C. Serpell, M. Sunde, M. D. Benson, G. A. Tennent, M. B. Pepys, P. E. Fraser, J. Mol. Biol. 2000, 300, 1033;
b) M. Richman, S. Wilk, M. Chemerovski, S. K. T. S. Wärmländer, A. Wahlström, A. Gräslund, S. Rahimipour, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 3474;
c) D. B. Teplow, in Methods in Enzymology, Vol. 413, Academic Press, San Diego, CA 2006, p. 20.
D. M. Walsh, D. J. Selkoe, J. Neurochem. 2007, 101, 1172.
a) F. Lourenco, V. Galvan, J. Fombonne, V. Corset, F. Llambi, U. Müller, D. Bredesen, P. Mehlen, Cell Death Differ. 2009, 16, 655;
b) A. Frydman-Marom, A. Levin, D. Farfara, T. Benromano, R. Scherzer-Attali, S. Peled, R. Vassar, D. Segal, E. Gazit, D. Frenkel, PLoS One 2011, 6, e16564;
c) J. E. de la Rubia Orti, M. P. García-Pardo, E. Drehmer, D. Sancho Cantus, M. Julián Rochina, M. A. Aguilar, I. Hu Yang, J. Alzheimer's Dis. 2018, 65, 577.
a) J. Budni, T. Bellettini-Santos, F. Mina, M. L. Garcez, A. I. Zugno, Aging Dis. 2015, 6, 331;
b) C. J. Xu, J. L. Wang, W. L. Jin, Neurochem. Res. 2016, 41, 1211.
a) R. Levi-Montalcini, Science 1987, 237, 1154;
b) M. V. Sofroniew, C. L. Howe, W. C. Mobley, Annu. Rev. Neurosci. 2001, 24, 1217;
c) J. M. Zuidema, C. Provenza, T. Caliendo, S. Dutz, R. J. Gilbert, ACS Chem. Neurosci. 2015, 6, 1781.
M. V. Chao, B. L. Hempstead, Trends Neurosci. 1995, 18, 321.
S. E. Counts, M. Nadeem, J. Wuu, S. D. Ginsberg, H. U. Saragovi, E. J. Mufson, Ann. Neurol. 2004, 56, 520.
C. Costantini, R. Weindruch, G. Della Valle, L. Puglielli, Biochem. J. 2005, 391, 59.
a) D. E. Bredesen, X. Ye, A. Tasinato, S. Sperandio, J. J. L. Wang, N. Assa-Munt, S. Rabizadeh, Cell Death Differ. 1998, 5, 365;
b) J. Cummings, G. Lee, A. Ritter, K. Zhong, Alzheimer's Dementia 2018, 4, 195;
c) A. Sotthibundhu, A. M. Sykes, B. Fox, C. K. Underwood, W. Thangnipon, E. J. Coulson, J. Neurosci. 2008, 28, 3941.
A. H. Nagahara, D. A. Merrill, G. Coppola, S. Tsukada, B. E. Schroeder, G. M. Shaked, L. Wang, A. Blesch, A. Kim, J. M. Conner, E. Rockenstein, M. V. Chao, E. H. Koo, D. Geschwind, E. Masliah, A. A. Chiba, M. H. Tuszynski, Nat. Med. 2009, 15, 331.
V. Latina, S. Caioli, C. Zona, M. T. Ciotti, G. Amadoro, P. Calissano, Front. Cell. Neurosci. 2017, 11, 68.
a) M. Marcus, H. Skaat, N. Alon, S. Margel, O. Shefi, Nanoscale 2015, 7, 1058;
b) M. A. Tria, M. Fusco, G. Vantini, R. Mariot, Exp. Neurol. 1994, 127, 178.
a) M. Eriksdotter Jönhagen, A. Nordberg, K. Amberla, L. Bäckman, T. Ebendal, B. Meyerson, L. Olson, Å. Seiger, M. Shigeta, E. Theodorsson, M. Viitanen, B. Winblad, L. O. Wahlund, Dementia Geriatr. Cognit. Disord. 1998, 9, 246;
b) M. Eriksdotter-Jönhagen, B. Linderoth, G. Lind, L. Aladellie, O. Almkvist, N. Andreasen, K. Blennow, N. Bogdanovic, V. Jelic, A. Kadir, A. Nordberg, E. Sundström, L. O. Wahlund, A. Wall, M. Wiberg, B. Winblad, Å. Seiger, P. Almqvist, L. Wahlberg, Dementia Geriatr. Cognit. Disord. 2012, 33, 18;
c) H. Eyjolfsdottir, M. Eriksdotter, B. Linderoth, G. Lind, B. Juliusson, P. Kusk, O. Almkvist, N. Andreasen, K. Blennow, D. Ferreira, E. Westman, I. Nennesmo, A. Karami, T. Darreh-Shori, A. Kadir, A. Nordberg, E. Sundström, L.-O. Wahlund, A. Wall, M. Wiberg, B. Winblad, Å. Seiger, L. Wahlberg, P. Almqvist, Alzheimer's Res. Ther. 2016, 8, 30;
d) A. C. Lee, V. M. Yu, J. B. Lowe, M. J. Brenner, D. A. Hunter, S. E. Mackinnon, S. E. Sakiyama-Elbert, Exp. Neurol. 2003, 184, 295;
e) M. H. Tuszynski, L. Thal, M. Pay, D. P. Salmon, R. Bakay, P. Patel, A. Blesch, H. L. Vahlsing, G. Ho, G. Tong, Nat. Med. 2005, 11, 551;
f) L. Uebersax, M. Mattotti, M. Papaloïzos, H. P. Merkle, B. Gander, L. Meinel, Biomaterials 2007, 28, 4449;
g) Y. Xie, L. Ye, X. Zhang, W. Cui, J. Lou, T. Nagai, X. Hou, J. Controlled Release 2005, 105, 106;
h) S. Mitra, H. Behbahani, M. Eriksdotter, Front. Neurosci. 2019, 13, 38.
a) A. Karami, H. Eyjolfsdottir, S. Vijayaraghavan, G. Lind, P. Almqvist, A. Kadir, B. Linderoth, N. Andreasen, K. Blennow, A. Wall, E. Westman, D. Ferreira, M. Kristoffersen Wiberg, L. O. Wahlund, A. Seiger, A. Nordberg, L. Wahlberg, T. Darreh-Shori, M. Eriksdotter, Alzheimer's Dementia 2015, 11, 1316;
b) M. H. Tuszynski, H. S. U, J. Alksne, R. A. Bakay, M. M. Pay, D. Merrill, L. J. Thal, Neurosurg. Focus 2002, 13, e5;
c) M. H. Tuszynski, J. H. Yang, D. Barba, H. S. U, R. A. Bakay, M. M. Pay, E. Masliah, J. M. Conner, P. Kobalka, S. Roy, A. H. Nagahara, JAMA Neurol. 2015, 72, 1139.
a) J. Neugroschl, M. Sano, Mt. Sinai J. Med. 2010, 77, 3;
b) R. G. Thorne, W. H. Frey, Clin. Pharmacokinet. 2001, 40, 907.
a) E. J. Anglin, L. Cheng, W. R. Freeman, M. J. Sailor, Adv. Drug Delivery Rev. 2008, 60, 1266;
b) J. Salonen, A. M. Kaukonen, J. Hirvonen, V.-P. Lehto, J. Pharm. Sci. 2008, 97, 632.
a) E. J. Anglin, M. P. Schwartz, V. P. Ng, L. A. Perelman, M. J. Sailor, Langmuir 2004, 20, 11264;
b) S. P. Low, N. H. Voelcker, L. T. Canham, K. A. Williams, Biomaterials 2009, 30, 2873;
c) J.-H. Park, L. Gu, G. Von Maltzahn, E. Ruoslahti, S. N. Bhatia, M. J. Sailor, Nat. Mater. 2009, 8, 331;
d) J. Salonen, L. Laitinen, A. Kaukonen, J. Tuura, M. Björkqvist, T. Heikkilä, K. Vähä-Heikkilä, J. Hirvonen, V.-P. Lehto, J. Controlled Release 2005, 108, 362.
J. Salonen, V.-P. Lehto, Chem. Eng. J. 2008, 137, 162.
a) L. M. Bimbo, M. Sarparanta, H. A. Santos, A. J. Airaksinen, E. Mäkilä, T. Laaksonen, L. Peltonen, V.-P. Lehto, J. Hirvonen, J. Salonen, ACS Nano 2010, 4, 3023;
b) L. Canham, M. Stewart, J. Buriak, C. Reeves, M. Anderson, E. Squire, P. Allcock, P. Snow, Phys. Status Solidi A 2000, 182, 521;
c) B. Godin, J. Gu, R. E. Serda, R. Bhavane, E. Tasciotti, C. Chiappini, X. Liu, T. Tanaka, P. Decuzzi, M. Ferrari, J. Biomed. Mater. Res., Part A 2010, 94A, 1236;
d) A. Tzur-Balter, Z. Shatsberg, M. Beckerman, E. Segal, N. Artzi, Nat. Commun. 2015, 6, 6208.
a) L. T. Canham, Adv. Mater. 1995, 7, 1033;
b) L. T. Canham, C. L. Reeves, D. O. King, P. J. Branfield, J. G. Crabb, M. C. L. Ward, Adv. Mater. 1996, 8, 850;
c) L. T. Canham, C. L. Reeves, A. Loni, M. R. Houlton, J. P. Newey, A. J. Simons, T. I. Cox, Thin Solid Films 1997, 297, 304.
a) A. Nieto, H. Hou, S. W. Moon, M. J. Sailor, W. R. Freeman, L. Cheng, Invest. Ophthalmol. Visual Sci. 2015, 56, 1070;
b) E. Tasciotti, X. Liu, R. Bhavane, K. Plant, A. D. Leonard, B. K. Price, M. M.-C. Cheng, P. Decuzzi, J. M. Tour, F. Robertson, Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 151.
a) F. Johansson, L. Wallman, N. Danielsen, J. Schouenborg, M. Kanje, Acta Biomater. 2009, 5, 2230;
b) J. Joo, E. J. Kwon, J. Kang, M. Skalak, E. J. Anglin, A. P. Mann, E. Ruoslahti, S. N. Bhatia, M. J. Sailor, Nanoscale Horiz. 2016, 1, 407;
c) S. Kashanian, F. Harding, Y. Irani, S. Klebe, K. Marshall, A. Loni, L. Canham, D. Fan, K. A. Williams, N. H. Voelcker, J. L. Coffer, Acta Biomater. 2010, 6, 3566;
d) L. Leoni, A. Boiarski, T. A. Desai, Biomed. Microdevices 2002, 4, 131;
e) F. Martin, R. Walczak, A. Boiarski, M. Cohen, T. West, C. Cosentino, M. Ferrari, J. Controlled Release 2005, 102, 123.
a) J. Kang, J. Joo, E. J. Kwon, M. Skalak, S. Hussain, Z.-G. She, E. Ruoslahti, S. N. Bhatia, M. J. Sailor, Adv. Mater. 2016, 28, 7962;
b) A. P. Mann, P. Scodeller, S. Hussain, J. Joo, E. Kwon, G. B. Braun, T. Mölder, Z.-G. She, V. R. Kotamraju, B. Ranscht, S. Krajewski, T. Teesalu, S. Bhatia, M. J. Sailor, E. Ruoslahti, Nat. Commun. 2016, 7, 11980.
a) M. Rosenberg, N. Zilony, O. Shefi, E. Segal, J. Visualized Exp. 2019, 143, e58982;
b) N. Zilony, M. Rosenberg, L. Holtzman, H. Schori, O. Shefi, E. Segal, J. Controlled Release 2017, 257, 51.
a) C. M. Henstridge, T. L. Spires-Jones, Nat. Neurosci. 2018, 21, 899;
b) J. Park, I. Wetzel, I. Marriott, D. Dréau, C. D'Avanzo, D. Y. Kim, R. E. Tanzi, H. Cho, Nat. Neurosci. 2018, 21, 941;
c) V. D. Ranjan, L. Qiu, E. K. Tan, L. Zeng, Y. Zhang, J. Tissue Eng. Regener. Med. 2018, 12, 1944.
C. Saraceno, S. Musardo, E. Marcello, S. Pelucchi, M. Di Luca, Front. Pharmacol. 2013, 4, 77.
a) A. Belostozky, M. Richman, E. Lisniansky, A. Tovchygrechko, J. Chill, S. Rahimipour, Chem. Commun. 2018, 54, 5980;
b) M. Chemerovski-Glikman, E. Rozentur-Shkop, M. Richman, A. Grupi, A. Getler, H. Y. Cohen, H. Shaked, C. Wallin, S. K. Wärmländer, E. Haas, Chem. - Eur. J. 2016, 22, 14236;
c) G. Leshem, M. Richman, E. Lisniansky, M. Antman-Passig, M. Habashi, A. Gräslund, S. K. Wärmländer, S. Rahimipour, Chem. Sci. 2019, 10, 208.
a) P.-Y. Chen, Y.-R. Ho, M.-J. Wu, S.-P. Huang, P.-K. Chen, M.-H. Tai, C.-T. Ho, J.-H. Yen, Food Funct. 2015, 6, 286;
b) J. Gopinathan, A. F. Quigley, A. Bhattacharyya, R. Padhye, R. M. Kapsa, R. Nayak, R. A. Shanks, S. Houshyar, J. Biomed. Mater. Res., Part A 2016, 104, 853;
c) L. Tian, M. P. Prabhakaran, J. Hu, M. Chen, F. Besenbacher, S. Ramakrishna, RSC Adv. 2015, 5, 49838.
P. W. Gunning, G. E. Landreth, P. Layer, M. Ignatius, E. M. Shooter, J. Neurosci. 1981, 1, 368.
a) X. Cao, M. Shoichet, Neuroscience 2001, 103, 831;
b) L.-F. Eik, M. Naidu, P. David, K.-H. Wong, Y.-S. Tan, V. Sabaratnam, Evidence-Based Complementary Altern. Med. 2012, 2012, 320308.
a) Z. G. Jiang, R. A. Smith, J. Neurosci. Res. 1993, 35, 29;
b) Y.-A. Barde, Neuron 1989, 2, 1525.
a) J. S. Andrew, E. J. Anglin, E. C. Wu, M. Y. Chen, L. Cheng, W. R. Freeman, M. J. Sailor, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 4168;
b) K. L. Jarvis, T. J. Barnes, C. A. Prestidge, Langmuir 2010, 26, 14316.
a) S. Capsoni, S. Giannotta, A. Cattaneo, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 12432;
b) L. R. Williams, R. J. Rylett, H. C. Moises, A. H. Tang, Can. J. Neurol. Sci. 1991, 18, 403;
c) C. Yang, Y. Liu, X. Ni, N. Li, B. Zhang, X. Fang, Neuropeptides 2014, 48, 233.
a) H. H. Caicedo, M. Hernandez, C. P. Fall, D. T. Eddington, Biomed. Microdevices 2010, 12, 761;
b) D. Kim, S. H. Baik, S. Kang, S. W. Cho, J. Bae, M.-Y. Cha, M. J. Sailor, I. Mook-Jung, K. H. Ahn, ACS Cent. Sci. 2016, 2, 967;
c) K. Oka, M. Yamamoto, T. Nonaka, M. Tomonaga, Neurosurgery 1996, 38, 733;
d) R. C. Lewis, K. A. C. Elliott, J. Neurosurg. 1950, 7, 256.
A. Tzur-Balter, J. M. Young, L. M. Bonanno-Young, E. Segal, Acta Biomater. 2013, 9, 8346.
C. B. Nguyen, É. Szönyi, M. D. Sadick, T. E. Hotaling, J.-L. Mendoza-Ramirez, E. Escandón, Drug Metab. Dispos. 2000, 28, 590.
a) M. D. Eisenbraun, D. H. Fuller, J. R. Haynes, DNA Cell Biol. 1993, 12, 791;
b) S. Martin-Ortigosa, K. Wang, Transgenic Res. 2014, 23, 743;
c) O. Shefi, C. Simonnet, M. W. Baker, J. R. Glass, E. R. Macagno, A. Groisman, J. Neurosci. 2006, 26, 6119;
d) N. Zilony, A. Tzur-Balter, E. Segal, O. Shefi, Sci. Rep. 2013, 3, 2499.
a) W.-B. Gan, J. Grutzendler, W. T. Wong, R. O. L. Wong, J. W. Lichtman, Neuron 2000, 27, 219;
b) J. A. O'Brien, S. C. Lummis, BMC Biotechnol. 2011, 11, 66;
c) D. Rinberg, C. Simonnet, A. Groisman, Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 014103;
d) H. Wellmann, B. Kaltschmidt, C. Kaltschmidt, J. Neurosci. Methods 1999, 92, 55.
T. Tieu, M. Alba, R. Elnathan, A. Cifuentes-Rius, N. H. Voelcker, Adv. Ther. 2019, 2, 1800095.
a) J. Arsenault, A. Nagy, J. T. Henderson, J. A. O'Brien, J. Visualized Exp. 2014, 92, e52148;
b) D. C. Lo, A. K. McAllister, L. C. Katz, Neuron 1994, 13, 1263.
G. Zhang, M. E. Selzer, Exp. Neurol. 2001, 167, 304.
a) D. E. Bredesen, Aging 2014, 6, 707;
b) E. Lawler, A. Avila, Am. Fam. Physician 2017, 95, 452;
c) B. Schmitt, T. Bernhardt, H. J. Moeller, I. Heuser, L. Frolich, CNS Drugs 2004, 18, 827.
a) D. Liu, L. M. Bimbo, E. Mäkilä, F. Villanova, M. Kaasalainen, B. Herranz-Blanco, C. M. Caramella, V.-P. Lehto, J. Salonen, K.-H. Herzig, J. Hirvonen, H. A. Santos, J. Controlled Release 2013, 170, 268;
b) C.-F. Wang, E. M. Mäkilä, M. H. Kaasalainen, M. V. Hagström, J. J. Salonen, J. T. Hirvonen, H. A. Santos, Acta Biomater. 2015, 16, 206;
c) B. Xia, Q. Zhang, J. Shi, J. Li, Z. Chen, B. Wang, Colloids Surf., B 2018, 164, 291.
a) M. J. Sailor, Porous Silicon in Practice: Preparation, Characterization and Applications, John Wiley & Sons, Hoboken, NJ 2012;
b) G. Shtenberg, N. Massad-Ivanir, S. Engin, M. Sharon, L. Fruk, E. Segal, Nanoscale Res. Lett. 2012, 7, 443.
N. Massad-Ivanir, G. Shtenberg, T. Zeidman, E. Segal, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 2269.
a) C. Charnay, S. Bégu, C. Tourné-Péteilh, L. Nicole, D. A. Lerner, J. M. Devoisselle, Eur. J. Pharm. Biopharm. 2004, 57, 533;
b) A. B. Foraker, R. J. Walczak, M. H. Cohen, T. A. Boiarski, C. F. Grove, P. W. Swaan, Pharm. Res. 2003, 20, 110.