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A Tumor Microenvironment-Responsive Biodegradable Mesoporous Nanosystem for Anti-Inflammation and Cancer Theranostics.
Advanced Healthcare Materials ( IF 10.0 ) Pub Date : 2019-12-09 , DOI: 10.1002/adhm.201901307 Jianrong Wu 1 , Shiwei Niu 1 , David H Bremner 2 , Wei Nie 1 , Zi Fu 1 , Dejian Li 3 , Li-Min Zhu 1
Advanced Healthcare Materials ( IF 10.0 ) Pub Date : 2019-12-09 , DOI: 10.1002/adhm.201901307 Jianrong Wu 1 , Shiwei Niu 1 , David H Bremner 2 , Wei Nie 1 , Zi Fu 1 , Dejian Li 3 , Li-Min Zhu 1
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A nanoplatform that integrates diagnostic and therapeutic functions with intrinsic tumor microenvironment-responsive biodegradability is highly desired. Herein, a biodegradable nanotheranostic agent based on hollow mesoporous organosilica nanoparticles (HMONs), followed by encapsulating of heat shock protein 90 (Hsp 90) inhibitor is described. Then, the pore-engineering including gating with bovine serum albumin-iridium oxide nanoparticles (BSA-IrO2 ) and conjugation of polyethylene glycol (PEG) is conducted to yield 17AAG@HMONs-BSA-IrO2 -PEG (AHBIP) nanotheranostics for multimode computed tomography (CT)/photoacoustic (PA) imaging-guided photodynamic therapy (PDT) and low-temperature photothermal therapy (PTT). Such nanoplatforms show extraordinary photothermal conversion efficiency, high cargo loading (35.4% for 17AAG), and stimuli-responsive release of 17AAG for inhibition of Hsp90, which induces cell apoptosis at low-temperatures (≈41 °C). Also, the IrO2 simultaneously endows the nanotheranostics with catalytic activity in triggering the decomposition of H2 O2 into O2 and thus reducing the tumor hypoxia, as well as protecting normal tissues against H2 O2 -induced inflammation. AHBIP shows good photocatalysis activity for PDT as a result of the generation of superoxide anion by laser irradiation. The resulting AHBIP-mediated synergistic PTT/PDT offers an outstanding therapeutic outcome both in vitro and in vivo. Overall, the incorporation of the BSA-IrO2 and biodegradable HMONs into one nanoplatform has great potential for clinical applications.
中文翻译:
肿瘤微环境响应性可生物降解的介孔纳米系统,用于抗发炎和癌症治疗学。
高度需要将诊断和治疗功能与固有的肿瘤微环境响应性生物降解能力相结合的纳米平台。在本文中,描述了基于中空介孔有机二氧化硅纳米颗粒(HMON)的可生物降解的纳米热固性剂,然后包封热激蛋白90(Hsp 90)抑制剂。然后,进行包括用牛血清白蛋白-氧化铱纳米粒子(BSA-IrO2)选通和聚乙二醇(PEG)偶联在内的孔工程,以产生用于多模计算机断层扫描的17AAG @ HMONs-BSA-IrO2 -PEG(AHBIP)纳米热成像。 (CT)/光声(PA)成像引导光动力疗法(PDT)和低温光热疗法(PTT)。此类纳米平台显示出非凡的光热转换效率,高载货量(17AAG为35.4%),抑制Hsp90的刺激和17AAG的刺激响应性释放,从而在低温(约41°C)下诱导细胞凋亡。同样,IrO2同时赋予纳米热催化学以催化H2 O2分解为O2的能力,从而减少了肿瘤的缺氧,并保护了正常组织免受H2 O2诱导的炎症的侵害。由于通过激光辐照产生超氧阴离子,AHBIP对PDT显示出良好的光催化活性。所得的AHBIP介导的协同PTT / PDT在体内和体外均具有出色的治疗效果。总体而言,将BSA-IrO2和可生物降解的HMONs掺入一种纳米平台具有巨大的临床应用潜力。IrO2同时使纳米热力学具有催化活性,从而触发H2 O2分解为O2,从而减少了肿瘤的缺氧,并保护了正常组织免受H2 O2诱导的炎症的侵害。由于通过激光辐照产生超氧阴离子,AHBIP对PDT显示出良好的光催化活性。所得的AHBIP介导的协同PTT / PDT在体内和体外均具有出色的治疗效果。总体而言,将BSA-IrO2和可生物降解的HMONs掺入一种纳米平台具有巨大的临床应用潜力。IrO2同时使纳米热力学具有催化活性,从而触发H2 O2分解为O2,从而减少了肿瘤的缺氧,并保护了正常组织免受H2 O2诱导的炎症的侵害。由于通过激光辐照产生超氧阴离子,AHBIP对PDT显示出良好的光催化活性。所得的AHBIP介导的协同PTT / PDT在体内和体外均具有出色的治疗效果。总体而言,将BSA-IrO2和可生物降解的HMONs掺入一种纳米平台具有巨大的临床应用潜力。由于通过激光辐照产生超氧阴离子,AHBIP对PDT显示出良好的光催化活性。所得的AHBIP介导的协同PTT / PDT在体内和体外均具有出色的治疗效果。总体而言,将BSA-IrO2和可生物降解的HMONs掺入一种纳米平台具有巨大的临床应用潜力。由于通过激光辐照产生超氧阴离子,AHBIP对PDT显示出良好的光催化活性。所得的AHBIP介导的协同PTT / PDT在体内和体外均具有出色的治疗效果。总体而言,将BSA-IrO2和可生物降解的HMONs掺入一种纳米平台具有巨大的临床应用潜力。
更新日期:2020-01-23
中文翻译:
肿瘤微环境响应性可生物降解的介孔纳米系统,用于抗发炎和癌症治疗学。
高度需要将诊断和治疗功能与固有的肿瘤微环境响应性生物降解能力相结合的纳米平台。在本文中,描述了基于中空介孔有机二氧化硅纳米颗粒(HMON)的可生物降解的纳米热固性剂,然后包封热激蛋白90(Hsp 90)抑制剂。然后,进行包括用牛血清白蛋白-氧化铱纳米粒子(BSA-IrO2)选通和聚乙二醇(PEG)偶联在内的孔工程,以产生用于多模计算机断层扫描的17AAG @ HMONs-BSA-IrO2 -PEG(AHBIP)纳米热成像。 (CT)/光声(PA)成像引导光动力疗法(PDT)和低温光热疗法(PTT)。此类纳米平台显示出非凡的光热转换效率,高载货量(17AAG为35.4%),抑制Hsp90的刺激和17AAG的刺激响应性释放,从而在低温(约41°C)下诱导细胞凋亡。同样,IrO2同时赋予纳米热催化学以催化H2 O2分解为O2的能力,从而减少了肿瘤的缺氧,并保护了正常组织免受H2 O2诱导的炎症的侵害。由于通过激光辐照产生超氧阴离子,AHBIP对PDT显示出良好的光催化活性。所得的AHBIP介导的协同PTT / PDT在体内和体外均具有出色的治疗效果。总体而言,将BSA-IrO2和可生物降解的HMONs掺入一种纳米平台具有巨大的临床应用潜力。IrO2同时使纳米热力学具有催化活性,从而触发H2 O2分解为O2,从而减少了肿瘤的缺氧,并保护了正常组织免受H2 O2诱导的炎症的侵害。由于通过激光辐照产生超氧阴离子,AHBIP对PDT显示出良好的光催化活性。所得的AHBIP介导的协同PTT / PDT在体内和体外均具有出色的治疗效果。总体而言,将BSA-IrO2和可生物降解的HMONs掺入一种纳米平台具有巨大的临床应用潜力。IrO2同时使纳米热力学具有催化活性,从而触发H2 O2分解为O2,从而减少了肿瘤的缺氧,并保护了正常组织免受H2 O2诱导的炎症的侵害。由于通过激光辐照产生超氧阴离子,AHBIP对PDT显示出良好的光催化活性。所得的AHBIP介导的协同PTT / PDT在体内和体外均具有出色的治疗效果。总体而言,将BSA-IrO2和可生物降解的HMONs掺入一种纳米平台具有巨大的临床应用潜力。由于通过激光辐照产生超氧阴离子,AHBIP对PDT显示出良好的光催化活性。所得的AHBIP介导的协同PTT / PDT在体内和体外均具有出色的治疗效果。总体而言,将BSA-IrO2和可生物降解的HMONs掺入一种纳米平台具有巨大的临床应用潜力。由于通过激光辐照产生超氧阴离子,AHBIP对PDT显示出良好的光催化活性。所得的AHBIP介导的协同PTT / PDT在体内和体外均具有出色的治疗效果。总体而言,将BSA-IrO2和可生物降解的HMONs掺入一种纳米平台具有巨大的临床应用潜力。