癌療法のためのダウノマイシンの高治療ペイロードと制御可能な拡張放出を伴う核酸バイオハイブリッドナノキャリア

私たちは、高精度のペイロード、制御可能な放出、および活性腫瘍ターゲティングの可能性を備えた、新しいナノス化された薬物担体を開発しました。これは、DNA二重鎖の密な表面負荷を備えた15 nmの金ナノ粒子で構成されています。ドーノマイシンの自然な挿入挙動を利用して、DNA塩基対の間に薬物を積み込みます。これまでに文献で報告されている最高の負荷の1つである金ナノ粒子あたり1,000個以上の薬物分子の高精度のペイロードを取得しました。48時間以上のダウノマイシンの放出を制御するためのユニークなDNAシーケンスを設計し、遊離ドウノマイシンの同等の濃度と比較してより高い細胞死を示しました。また、金ナノ粒子が細胞に入る経路を特定するために、細胞内在化メカニズムを調査しました。このナノキャリアは、直径16〜100 nmの理想的なサイズの範囲にあり、腫瘍への受動的ターゲティングのために透過性と保持効果の向上を利用しています。当社のAUNPプラットフォームは、治療薬物送達装置として効果的であり、相補的なベースペアリングを通じて、選択したアプタマーを簡単に組み込むことができます。私たちの研究は、適切な選択と調整可能な薬物放出プロファイルを慎重に選択することにより、潜在的に個別化されたがん療法につながる革新的なナノスケールの薬物配送プラットフォームを生み出しました。

We have developed a novel, nanosized drug carrier with high-therapeutic payload, controllable release, and the potential for active tumor targeting. It consists of a 15 nm gold nanoparticle with dense surface loading of DNA duplexes. We utilize the natural intercalating behavior of daunomycin to load the drug between DNA base pairs. We obtained a high-therapeutic payload of >1,000 drug molecules per gold nanoparticle (AuNP), one of the highest loadings reported in literature to date. We have engineered unique DNA sequences to control release of daunomycin for over 48 hr and show higher cell death compared to equivalent concentrations of free daunomycin. We have also explored cell internalization mechanisms to identify the pathways by which our gold nanoparticles enter the cell. This nanocarrier is in the ideal size range of 16-100 nm in diameter to utilize the enhanced permeability and retention effect for passive targeting to tumors. Our AuNP platform is effective as a therapeutic drug delivery device and can easily incorporate any aptamer of choice through complementary base pairing. Our work has produced an innovative nanoscale drug-delivery platform potentially leading to personalized cancer therapies through careful selection of aptamers and an adjustable drug release profile.