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Quantum Dot Nanomedicine Formulations Dramatically Improve Pharmacological Properties and Alter Uptake Pathways of Metformin and Nicotinamide Mononucleotide in Aging Mice
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2021-02-24 , DOI: 10.1021/acsnano.0c09278 Nicholas J. Hunt 1, 2, 3, 4 , Glen P. Lockwood 1, 2 , Sun W. S. Kang 1, 5 , Lara J. Westwood 6 , Christina Limantoro 4, 7 , Wojciech Chrzanowski 4, 7 , Peter A. G. McCourt 3, 8 , Zdenka Kuncic 3, 4, 9 , David G. Le Couteur 1, 2, 3 , Victoria C. Cogger 1, 2, 3
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2021-02-24 , DOI: 10.1021/acsnano.0c09278 Nicholas J. Hunt 1, 2, 3, 4 , Glen P. Lockwood 1, 2 , Sun W. S. Kang 1, 5 , Lara J. Westwood 6 , Christina Limantoro 4, 7 , Wojciech Chrzanowski 4, 7 , Peter A. G. McCourt 3, 8 , Zdenka Kuncic 3, 4, 9 , David G. Le Couteur 1, 2, 3 , Victoria C. Cogger 1, 2, 3
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Orally administered Ag2S quantum dots (QDs) rapidly cross the small intestine and are taken up by the liver. Metformin and nicotinamide mononucleotide (NMN) target metabolic and aging processes within the liver. This study examined the pharmacology and toxicology of QD-based nanomedicines as carriers of metformin and NMN in young and old mice, determining if their therapeutic potency and reduced effects associated with aging could be improved. Pharmacokinetic studies demonstrated that QD-conjugated metformin and NMN have greater bioavailability, with selective accumulation in the liver following oral administration compared to unconjugated formulations. Pharmacodynamic data showed that the QD-conjugated medicines had increased physiological, metabolic, and cellular potency compared to unconjugated formulations (25× metformin; 100× NMN) and highlighted a shift in the peak induction of, and greater metabolic response to, glucose tolerance testing. Two weeks of treatment with low-dose QD-NMN (0.8 mg/kg/day) improved glucose tolerance tests in young (3 months) mice, whereas old (18 and 24 months) mice demonstrated improved fasting and fed insulin levels and insulin resistance. High-dose unconjugated NMN (80 mg/kg/day) demonstrated improvements in young mice but not in old mice. After 100 days of QD (320 μg/kg/day) treatment, there was no evidence of cellular necrosis, fibrosis, inflammation, or accumulation. Ag2S QD nanomedicines improved the pharmacokinetic and pharmacodynamic properties of metformin and NMN by increasing their therapeutic potency, bypassing classical cellular uptake pathways, and demonstrated efficacy when drug alone was ineffective in aging mice.
中文翻译：
量子点纳米药物配方可显着改善老年小鼠的药理特性并改变二甲双胍和烟酰胺单核苷酸的摄取途径。
口服银2S个量子点（QD）迅速穿过小肠并被肝脏吸收。二甲双胍和烟酰胺单核苷酸（NMN）靶向肝脏内的代谢和衰老过程。这项研究检查了基于QD的纳米药物作为二甲双胍和NMN的载体在年轻和老年小鼠中的药理和毒理作用，确定它们的治疗效力和与衰老相关的降低的作用是否可以改善。药代动力学研究表明，与非结合制剂相比，QD结合二甲双胍和NMN具有更高的生物利用度，口服后在肝脏中选择性积累。药效学数据表明，与未结合的制剂（25x二甲双胍； QD结合的）相比，结合QD的药物具有更高的生理，代谢和细胞效能。100倍NMN），并突出显示了葡萄糖耐量测试的峰值诱导位移以及对葡萄糖耐量测试的更高代谢反应。低剂量QD-NMN（0.8 mg / kg /天）治疗两周可改善年轻（3个月）小鼠的葡萄糖耐量测试，而老龄（18和24个月）小鼠则可改善禁食，进食胰岛素水平和胰岛素抵抗。大剂量未结合的NMN（80 mg / kg /天）在年轻小鼠中表现出改善，而在老小鼠中则没有。经过100天的QD（320μg/ kg /天）治疗后，没有细胞坏死，纤维化，炎症或积聚的迹象。银 而年龄较大（18和24个月）的小鼠表现出更好的禁食和进食胰岛素水平以及胰岛素抵抗。大剂量未结合的NMN（80 mg / kg /天）在年轻小鼠中表现出改善，而在老小鼠中则没有。经过100天的QD（320μg/ kg /天）治疗后，没有细胞坏死，纤维化，炎症或积聚的迹象。银 而年龄较大（18和24个月）的小鼠表现出更好的禁食和进食胰岛素水平以及胰岛素抵抗。大剂量未结合的NMN（80 mg / kg /天）在年轻小鼠中表现出改善，而在老小鼠中则没有。经过100天的QD（320μg/ kg /天）治疗后，没有细胞坏死，纤维化，炎症或积聚的迹象。银2 S QD纳米药物通过提高二甲双胍和NMN的治疗效力，绕过经典的细胞吸收途径而改善了二甲双胍和NMN的药代动力学和药效动力学特性，并且在单独使用药物对衰老小鼠无效时证明了其功效。
更新日期：2021-03-23
中文翻译：
量子点纳米药物配方可显着改善老年小鼠的药理特性并改变二甲双胍和烟酰胺单核苷酸的摄取途径。
口服银2S个量子点（QD）迅速穿过小肠并被肝脏吸收。二甲双胍和烟酰胺单核苷酸（NMN）靶向肝脏内的代谢和衰老过程。这项研究检查了基于QD的纳米药物作为二甲双胍和NMN的载体在年轻和老年小鼠中的药理和毒理作用，确定它们的治疗效力和与衰老相关的降低的作用是否可以改善。药代动力学研究表明，与非结合制剂相比，QD结合二甲双胍和NMN具有更高的生物利用度，口服后在肝脏中选择性积累。药效学数据表明，与未结合的制剂（25x二甲双胍； QD结合的）相比，结合QD的药物具有更高的生理，代谢和细胞效能。100倍NMN），并突出显示了葡萄糖耐量测试的峰值诱导位移以及对葡萄糖耐量测试的更高代谢反应。低剂量QD-NMN（0.8 mg / kg /天）治疗两周可改善年轻（3个月）小鼠的葡萄糖耐量测试，而老龄（18和24个月）小鼠则可改善禁食，进食胰岛素水平和胰岛素抵抗。大剂量未结合的NMN（80 mg / kg /天）在年轻小鼠中表现出改善，而在老小鼠中则没有。经过100天的QD（320μg/ kg /天）治疗后，没有细胞坏死，纤维化，炎症或积聚的迹象。银 而年龄较大（18和24个月）的小鼠表现出更好的禁食和进食胰岛素水平以及胰岛素抵抗。大剂量未结合的NMN（80 mg / kg /天）在年轻小鼠中表现出改善，而在老小鼠中则没有。经过100天的QD（320μg/ kg /天）治疗后，没有细胞坏死，纤维化，炎症或积聚的迹象。银 而年龄较大（18和24个月）的小鼠表现出更好的禁食和进食胰岛素水平以及胰岛素抵抗。大剂量未结合的NMN（80 mg / kg /天）在年轻小鼠中表现出改善，而在老小鼠中则没有。经过100天的QD（320μg/ kg /天）治疗后，没有细胞坏死，纤维化，炎症或积聚的迹象。银2 S QD纳米药物通过提高二甲双胍和NMN的治疗效力，绕过经典的细胞吸收途径而改善了二甲双胍和NMN的药代动力学和药效动力学特性，并且在单独使用药物对衰老小鼠无效时证明了其功效。
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