Gene-Directed Enzyme Prodrug Therapy by Dendrimer-Like Mesoporous Silica Nanoparticles against Tumor Cells.

DMSNs GDEPT drug delivery tumor treatment

Journal

Nanomaterials (Basel, Switzerland)
ISSN: 2079-4991
Titre abrégé: Nanomaterials (Basel)
Pays: Switzerland
ID NLM: 101610216

Informations de publication

Date de publication:
14 May 2021
Historique:
received: 14 04 2021
revised: 06 05 2021
accepted: 10 05 2021
entrez: 2 6 2021
pubmed: 3 6 2021
medline: 3 6 2021
Statut: epublish

Résumé

We report herein a gene-directed enzyme prodrug therapy (GDEPT) system using gated mesoporous silica nanoparticles (MSNs) in an attempt to combine the reduction of side effects characteristic of GDEPT with improved pharmacokinetics promoted by gated MSNs. The system consists of the transfection of cancer cells with a plasmid controlled by the cytomegalovirus promoter, which promotes β-galactosidase (β-gal) expression from the bacterial gene lacZ (CMV-lacZ). Moreover, dendrimer-like mesoporous silica nanoparticles (DMSNs) are loaded with the prodrug doxorubicin modified with a galactose unit through a self-immolative group (DOXO-Gal) and modified with a disulfide-containing polyethyleneglycol gatekeeper. Once in tumor cells, the reducing environment induces disulfide bond rupture in the gatekeeper with the subsequent DOXO-Gal delivery, which is enzymatically converted by β-gal into the cytotoxic doxorubicin drug, causing cell death. The combined treatment of the pair enzyme/DMSNs-prodrug are more effective in killing cells than the free prodrug DOXO-Gal alone in cells transfected with β-gal.

Identifiants

pubmed: 34069171
pii: nano11051298
doi: 10.3390/nano11051298
pmc: PMC8156333
pii:
doi:

Types de publication

Journal Article

Langues

eng

Subventions

Organisme : European Regional Development Fund
ID : RTI2018-100910-B-C41
Organisme : European Regional Development Fund
ID : RTI2018-101599-B-C22
Organisme : Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades
ID : RTI2018-101599-B-C22
Organisme : Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades
ID : RTI2018-100910-B-C41
Organisme : Generalitat Valenciana
ID : PROMETEO 2018/024

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Auteurs

Vicente Candela-Noguera (V)

Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, 46022 Valencia, Spain.
Departamento de Química, Universitat Politècnica de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain.
Unidad Mixta UPV-CIPF de Investigación en Mecanismos de Enfermedades y Nanomedicina, Universitat Politècnica de València y Centro de Investigación Príncipe Felipe, C/ Eduardo Primo Yúfera 3, 46012 Valencia, Spain.

Gema Vivo-Llorca (G)

Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, 46022 Valencia, Spain.
Departamento de Química, Universitat Politècnica de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain.
Unidad Mixta UPV-CIPF de Investigación en Mecanismos de Enfermedades y Nanomedicina, Universitat Politècnica de València y Centro de Investigación Príncipe Felipe, C/ Eduardo Primo Yúfera 3, 46012 Valencia, Spain.

Borja Díaz de Greñu (B)

Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, 46022 Valencia, Spain.
Departamento de Química, Universitat Politècnica de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain.

María Alfonso (M)

Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, 46022 Valencia, Spain.
Departamento de Química, Universitat Politècnica de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain.

Elena Aznar (E)

Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, 46022 Valencia, Spain.
Unidad Mixta UPV-CIPF de Investigación en Mecanismos de Enfermedades y Nanomedicina, Universitat Politècnica de València y Centro de Investigación Príncipe Felipe, C/ Eduardo Primo Yúfera 3, 46012 Valencia, Spain.
CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), 46022 Valencia, Spain.
Unidad Mixta de Investigación en Nanomedicina y Sensores, Instituto de Investigación Sanitaria La Fe (IISLAFE), Universitat Politècnica de València, Avda Fernando Abril Martorell, 46026 Valencia, Spain.

Mar Orzáez (M)

Unidad Mixta UPV-CIPF de Investigación en Mecanismos de Enfermedades y Nanomedicina, Universitat Politècnica de València y Centro de Investigación Príncipe Felipe, C/ Eduardo Primo Yúfera 3, 46012 Valencia, Spain.
Centro de Investigación Príncipe Felipe, Laboratorio de Péptidos y Proteínas, C/ Eduardo Primo Yúfera 3, 46012 Valencia, Spain.

María Dolores Marcos (MD)

Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, 46022 Valencia, Spain.
Departamento de Química, Universitat Politècnica de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain.
Unidad Mixta UPV-CIPF de Investigación en Mecanismos de Enfermedades y Nanomedicina, Universitat Politècnica de València y Centro de Investigación Príncipe Felipe, C/ Eduardo Primo Yúfera 3, 46012 Valencia, Spain.
CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), 46022 Valencia, Spain.
Unidad Mixta de Investigación en Nanomedicina y Sensores, Instituto de Investigación Sanitaria La Fe (IISLAFE), Universitat Politècnica de València, Avda Fernando Abril Martorell, 46026 Valencia, Spain.

Félix Sancenón (F)

Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, 46022 Valencia, Spain.
Departamento de Química, Universitat Politècnica de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain.
Unidad Mixta UPV-CIPF de Investigación en Mecanismos de Enfermedades y Nanomedicina, Universitat Politècnica de València y Centro de Investigación Príncipe Felipe, C/ Eduardo Primo Yúfera 3, 46012 Valencia, Spain.
CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), 46022 Valencia, Spain.
Unidad Mixta de Investigación en Nanomedicina y Sensores, Instituto de Investigación Sanitaria La Fe (IISLAFE), Universitat Politècnica de València, Avda Fernando Abril Martorell, 46026 Valencia, Spain.

Ramón Martínez-Máñez (R)

Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, 46022 Valencia, Spain.
Departamento de Química, Universitat Politècnica de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain.
Unidad Mixta UPV-CIPF de Investigación en Mecanismos de Enfermedades y Nanomedicina, Universitat Politècnica de València y Centro de Investigación Príncipe Felipe, C/ Eduardo Primo Yúfera 3, 46012 Valencia, Spain.
CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), 46022 Valencia, Spain.
Unidad Mixta de Investigación en Nanomedicina y Sensores, Instituto de Investigación Sanitaria La Fe (IISLAFE), Universitat Politècnica de València, Avda Fernando Abril Martorell, 46026 Valencia, Spain.

Classifications MeSH