Modular Nanoparticulate Prodrug Design Enables Efficient Treatment of Solid Tumors Using Bioorthogonal Activation

前药 生物正交化学 化学 小分子 组合化学 连接器 体内 纳米技术 材料科学 生物化学 计算机科学 点击化学 生物 操作系统 生物技术
作者
Miles A. Miller,Hannes Mikula,Gaurav Luthria,Ran Li,Stefan Kronister,Mark Prytyskach,Rainer H. Köhler,Timothy J. Mitchison,Ralph Weissleder
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:12 (12): 12814-12826 被引量:69
标识
DOI:10.1021/acsnano.8b07954
摘要

Prodrug strategies that facilitate localized and controlled activity of small-molecule therapeutics can reduce systemic exposure and improve pharmacokinetics, yet limitations in activation chemistry have made it difficult to assign tunable multifunctionality to prodrugs. Here, we present the design and application of a modular small-molecule caging strategy that couples bioorthogonal cleavage with a self-immolative linker and an aliphatic anchor. This strategy leverages recently discovered in vivo catalysis by a nanoencapsulated palladium compound (Pd-NP), which mediates alloxylcarbamate cleavage and triggers release of the activated drug. The aliphatic anchor enables >90% nanoencapsulation efficiency of the prodrug, while also allowing >104-fold increased cytotoxicity upon prodrug activation. We apply the strategy to a prodrug formulation of monomethyl auristatin E (MMAE), demonstrating its ability to target microtubules and kill cancer cells only after selective activation by Pd-NP. Computational pharmacokinetic modeling provides a mechanistic basis for the observation that the nanotherapeutic prodrug strategy can lead to more selective activation in the tumor, yet in a manner that is more sensitive to variable enhanced permeability and retention (EPR) effects. Combination treatment with the nanoencapsulated MMAE prodrug and Pd-NP safely blocks tumor growth, especially when combined with a local radiation therapy regimen that is known to improve EPR effects, and represents a conceptual step forward in prodrug design.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
yhx046发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
可爱的函函应助adam采纳,获得10
3秒前
5秒前
明理栾发布了新的文献求助10
6秒前
劳永杰发布了新的文献求助10
7秒前
饼藏发布了新的文献求助10
8秒前
nebula应助shijie采纳,获得10
9秒前
9秒前
英姑应助明理栾采纳,获得10
11秒前
12秒前
脑洞疼应助Bravetwq采纳,获得10
12秒前
13秒前
科目三应助暖阳采纳,获得30
15秒前
16秒前
爱吃胡萝卜完成签到,获得积分10
16秒前
李鑫完成签到,获得积分10
16秒前
招水若离完成签到,获得积分0
17秒前
醉熏的丹秋完成签到,获得积分10
17秒前
整齐荟发布了新的文献求助30
18秒前
18秒前
乐666发布了新的文献求助10
22秒前
活力巨人发布了新的文献求助10
23秒前
Dr-xu0002发布了新的文献求助10
23秒前
wengjc92发布了新的文献求助10
23秒前
自由的雁完成签到 ,获得积分10
24秒前
AURORA98发布了新的文献求助10
25秒前
妮妮完成签到,获得积分10
26秒前
28秒前
29秒前
Messi发布了新的文献求助10
31秒前
岳晓彤关注了科研通微信公众号
33秒前
天天快乐应助莎莎采纳,获得10
33秒前
33秒前
科研通AI2S应助拼搏的高高采纳,获得10
34秒前
36秒前
青章吟月完成签到 ,获得积分10
37秒前
NexusExplorer应助shengyue采纳,获得10
37秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 600
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3967841
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3512958
关于积分的说明 11165751
捐赠科研通 3248019
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1794087
邀请新用户注册赠送积分活动 874843
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804578