Exploiting nanoscale cooperativity for precision medicine.
Exploiting nanoscale cooperativity for precision medicine.
复制标题
DOI：
10.1016/j.addr.2020.08.012
复制
发表时间：
2020
影响因子：
16.1
通讯作者：
Gao J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wilhelm J;Wang Z;Sumer BD;Gao J
分子运输的精确时空控制对功能生理系统至关重要。大自然进化到运用大分子的协同作用来实现重要分子的精确系统传递。在药物传递中，传统的纳米载体采用惰性材料，依靠被动积累来靶向组织，依靠扩散来释放药物。早期的临床研究表明，这些纳米药物并没有达到预期的治疗效果。受大自然的启发，我们提出了一种结合纳米级协同性和相变的设计原则，以感知和放大生理信号，以改善治疗效果。以超ph敏感（UPS）纳米颗粒为例，我们展示了如何利用胶束组装/拆卸过程中的全或无质子化协同作用来增加剂量积累并在酸性微环境中实现药物快速释放。在另一项研究中，我们展示了单一聚合物组合物的有效性，通过激活淋巴结驻留树突状细胞中的干扰素基因刺激剂（STING）来完成肿瘤抗原的细胞质递送，用于癌症免疫治疗。分子协同性是纳米生物学的一个标志，它为功能化纳米医学系统以实现精准医疗提供了有价值的策略。
Precise spatiotemporal control of molecular transport is vital to functional physiological systems. Nature evolved to apply macromolecular cooperativity to achieve precision over systemic delivery of important molecules. In drug delivery, conventional nanocarriers employ inert materials and rely on passive accumulation for tissue targeting and diffusion for drug release. Early clinical studies show these nanodrugs have not delivered the anticipated impact on therapy. Inspired by nature, we propose a design principle that incorporates nanoscale cooperativity and phase transition to sense and amplify physiological signals to improve the therapeutic outcome. Using ultra-pH-sensitive (UPS) nanoparticles as an example, we demonstrate how all-or-nothing protonation cooperativity during micelle assembly/disassembly can be exploited to increase dose accumulation and achieve rapid drug release in acidic microenvironments. In a separate study, we show the effectiveness of a single polymer composition to accomplish cytosolic delivery of tumor antigens with activation of stimulator of interferon genes (STING) in lymph node-resident dendritic cells for cancer immunotherapy. Molecular cooperativity is a hallmark of nanobiology that offers a valuable strategy to functionalize nanomedicine systems to achieve precision medicine.
登录
查看更多内容
影响因子：
10.8
作者：
Gao, Guang Hui;Li, Yi;Lee, Doo Sung
通讯作者：
Lee, Doo Sung
影响因子：
10.3
作者：
Dreher, MR;Liu, WG;Chilkoti, A
通讯作者：
Chilkoti, A
影响因子：
14
作者：
Cheng, Jianjun;Teply, Benjamin A.;Farokhzad, Omid C.
通讯作者：
Farokhzad, Omid C.
影响因子：
13.3
作者：
Gao, Guang Hui;Im, Geun Ho;Lee, Doo Sung
通讯作者：
Lee, Doo Sung
影响因子：
56.9
作者：
BROWN, MS;KOVANEN, PT;GOLDSTEIN, JL
通讯作者：
GOLDSTEIN, JL