Direct Cytosolic Delivery of Proteins through Coengineering of Proteins and Polymeric Delivery Vehicles

化学 纳米载体 胞浆 内体 细胞器 药物输送 流式细胞术 基因传递 共焦显微镜 生物物理学 生物化学 细胞生物学 纳米技术 分子生物学 细胞 基因 遗传增强 生物 有机化学 材料科学
作者
Yi-Wei Lee,David C. Luther,Ritabrita Goswami,Taewon Jeon,Vincent Clark,James L. Elia,S. Gopalakrishnan,Vincent M. Rotello
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:142 (9): 4349-4355 被引量:125
标识
DOI:10.1021/jacs.9b12759
摘要

Nanocarrier-mediated protein delivery is a promising strategy for fundamental research and therapeutic applications. However, the efficacy of the current platforms for delivery into cells is limited by endosomal entrapment of delivered protein cargo with concomitantly inefficient access to the cytosol and other organelles, including the nucleus. We report here a robust, versatile polymeric–protein nanocomposite (PPNC) platform capable of efficient (≥90%) delivery of proteins to the cytosol. We synthesized a library of guanidinium-functionalized poly(oxanorborneneimide) (PONI) homopolymers with varying molecular weights to stabilize and deliver engineered proteins featuring terminal oligoglutamate "E-tags". The polymers were screened for cytosolic delivery efficiency using imaging flow cytometry with cytosolic delivery validated using confocal microscopy and activity of the delivered proteins demonstrated through functional assays. These studies indicate that the PPNC platform provides highly effective and tunable cytosolic delivery over a wide range of formulations, making them robust agents for therapeutic protein delivery.
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