Solubilization of therapeutic agents in micellar nanomedicines.
Solubilization of therapeutic agents in micellar nanomedicines.
复制标题
胶束纳米药物中治疗剂的溶解。
DOI：
10.1021/la403264w
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发表时间：
2013-12-23
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Onyuksel H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Vuković L;Madriaga A;Kuzmis A;Banerjee A;Tang A;Tao K;Shah N;Král P;Onyuksel H
我们使用原子分子动力学模拟来揭示治疗剂在聚乙二醇化胶束纳米载体（SSM）中的结合机制。在我们的实验中，缓冲溶液中的SSM可以溶解≈11个贝沙罗汀小分子或≈6个（低离子强度缓冲液中为2个）人血管活性肠肽（VIP）分子。自由能计算表明，水溶性较差的药物贝沙罗汀分子可以位于聚乙二醇电晕的胶束离子界面上，其极性末端指向外。或者，它们可以驻留在烷烃核心中心，在那里，几个贝萨罗烯分子可以通过氢键网络形成一个簇来自我稳定。我们还表明，高电荷分子，如VIP，可以通过其带正电的残基与带负电的脂质磷酸基团之间的库仑耦合稳定在SSM离子界面上。结果表明，原子模拟可以揭示药物在纳米载体中的溶解特性，并可用于新型纳米药物的有效优化。
We use atomistic molecular dynamics simulations to reveal the binding mechanisms of therapeutic agents in PEG-ylated micellar nanocarriers (SSM). In our experiments, SSM in buffer solutions can solubilize either ≈ 11 small bexarotene molecules or ≈ 6 (2 in low ionic strength buffer) human vasoactive intestinal peptide (VIP) molecules. Free energy calculations reveal that molecules of the poorly water soluble drug bexarotene can reside at the micellar ionic interface of the PEG corona, with their polar ends pointing out. Alternatively, they can reside in the alkane core center, where several bexarotene molecules can self-stabilize by forming a cluster held together by a network of hydrogen bonds. We also show that highly charged molecules, such as VIP, can be stabilized at the SSM ionic interface by Coulombic coupling between their positively charged residues and the negatively charged phosphate head-groups of the lipids. The obtained results illustrate that atomistic simulations can reveal drug solubilization character in nanocarriers and be used in efficient optimization of novel nanomedicines.
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