標的薬物送達のリアルタイムモニタリングと細胞治療反応の定量的評価のための多機能ゴールドナノクラスター装飾金属有機フレームワーク

治療薬の監視は、治療効果を最適化し、有害事象を最小限に抑えるための中心です。ただし、ほとんどの薬物の薬物動態と薬力学は、個人によって大きく異なります。治療反応の評価は、臨床医が薬物の臨床用量を予測するのを助けるために緊急に必要です。ここでは、ターゲットを絞った薬物供給と監視のためのゴールドナノクラスター（AUNC）装飾金属有機フレームワーク（MOF）を使用した分析アッセイについて説明し、個別療法を研究するための魅力的な選択肢を提供しました。Camptothecin（CAM）抗がん剤は、NH2-MIL-101（FE）MOFSでケージ化されました。癌細胞膜上のFA受容体を特異的に認識するためのペギル化葉酸（FA）による修飾により、送達効率が大幅に改善されました。CAMの細胞間送達は、細胞のプログラムされた死亡を開始し、AUNCとMOFSの間でペプチドリンカーを切断したアポトーシス指標（カスパーゼ-3）を上方制御しました。次に、ペプチドがカスパーゼ-3によって酵素的に切断されると、AUNCの消光蛍光が回収されました。標的薬物送達のリアルタイムモニタリングは、HepG2細胞の光増加蛍光のイメージングによって達成されましたが、0.12 Ng ML-1の検出限界（LOD）の誘導結合プラズマ質量分析（ICP-MS）の放出されたAUNCのAUを検出することにより、カスパーゼ-3の量を定量化できました。私たちのアッセイは、治療的自己監視および治療反応の定量的評価のための多機能ナノ材料の適用を強調し、薬物評価の加速を可能にします。

Therapeutic drug monitoring is central to optimize therapeutic efficacy and minimize adverse events; however, the pharmacokinetics and pharmacodynamics of most drugs differ greatly among individuals. Evaluation of the therapeutic response is in urgent need to help clinician predict the clinical dose of drug. Herein, we described an analytical assay using gold nanocluster (AuNC)-decorated metal-organic frameworks (MOFs) for targeted drug delivery and monitoring pharmacodynamics, giving attractive options for studying individualized therapy. The camptothecin (Cam) anticancer drug was caged in the NH2-MIL-101(Fe) MOFs. Modification with pegylated folate (FA) for specifically recognizing a FA receptor on the cancer cell membrane significantly improved the delivery efficiency. Intercellular delivery of Cam initiated programmed death of cells and upregulated the apoptosis indicator (caspase-3), which cleaved the peptide linker between AuNCs and MOFs. The quenched fluorescence of AuNCs was then recovered once the peptide was enzymatically cleaved by caspase-3. Real-time monitoring of targeted drug delivery was achieved by imaging of the light-up fluorescence in HepG2 cells, while the amount of caspase-3 could be quantified by detecting Au in the released AuNCs in inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) with a limit of detection (LOD) of 0.12 ng mL-1. Our assay emphasizes the application of multifunctional nanomaterial for therapeutic self-monitoring and quantitative evaluation of therapeutic response, allowing the acceleration of drug evaluation.