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A drug-specific nanocarrier design for efficient anticancer therapy.
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2015-Jul-09 , DOI: 10.1038/ncomms8449 Changying Shi 1 , Dandan Guo 1 , Kai Xiao 2 , Xu Wang 1 , Lili Wang 1 , Juntao Luo 1
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2015-Jul-09 , DOI: 10.1038/ncomms8449 Changying Shi 1 , Dandan Guo 1 , Kai Xiao 2 , Xu Wang 1 , Lili Wang 1 , Juntao Luo 1
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The drug-loading properties of nanocarriers depend on the chemical structures and properties of their building blocks. Here we customize telodendrimers (linear dendritic copolymer) to design a nanocarrier with improved in vivo drug delivery characteristics. We do a virtual screen of a library of small molecules to identify the optimal building blocks for precise telodendrimer synthesis using peptide chemistry. With rationally designed telodendrimer architectures, we then optimize the drug-binding affinity of a nanocarrier by introducing an optimal drug-binding molecule (DBM) without sacrificing the stability of the nanocarrier. To validate the computational predictions, we synthesize a series of nanocarriers and evaluate systematically for doxorubicin delivery. Rhein-containing nanocarriers have sustained drug release, prolonged circulation, increased tolerated dose, reduced toxicity, effective tumour targeting and superior anticancer effects owing to favourable doxorubicin-binding affinity and improved nanoparticle stability. This study demonstrates the feasibility and versatility of the de novo design of telodendrimer nanocarriers for specific drug molecules, which is a promising approach to transform nanocarrier development for drug delivery.
中文翻译：
用于有效抗癌治疗的药物特异性纳米载体设计。
纳米载体的载药特性取决于其结构单元的化学结构和特性。在这里，我们定制了telodendrimers（线性树状共聚物），以设计具有改善的体内药物递送特性的纳米载体。我们对小分子文库进行了虚拟筛选，以鉴定使用肽化学精确合成telendendrimer的最佳构建基块。通过合理设计的telodendrimer体系结构，我们然后通过引入最佳的药物结合分子（DBM）而不牺牲纳米载体的稳定性来优化纳米载体的药物结合亲和力。为了验证计算预测，我们合成了一系列纳米载体，并系统评估了阿霉素的递送。含大黄酸的纳米载体具有持续释放药物，延长循环，由于良好的阿霉素结合亲和力和改善的纳米粒子稳定性，因此增加了耐受剂量，降低了毒性，有效地靶向肿瘤并具有出色的抗癌作用。这项研究证明了针对特定药物分子的telendendrimer纳米载体从头设计的可行性和多功能性，这是一种转变纳米载体开发以用于药物输送的有前途的方法。
更新日期：2015-07-11
中文翻译：
用于有效抗癌治疗的药物特异性纳米载体设计。
纳米载体的载药特性取决于其结构单元的化学结构和特性。在这里，我们定制了telodendrimers（线性树状共聚物），以设计具有改善的体内药物递送特性的纳米载体。我们对小分子文库进行了虚拟筛选，以鉴定使用肽化学精确合成telendendrimer的最佳构建基块。通过合理设计的telodendrimer体系结构，我们然后通过引入最佳的药物结合分子（DBM）而不牺牲纳米载体的稳定性来优化纳米载体的药物结合亲和力。为了验证计算预测，我们合成了一系列纳米载体，并系统评估了阿霉素的递送。含大黄酸的纳米载体具有持续释放药物，延长循环，由于良好的阿霉素结合亲和力和改善的纳米粒子稳定性，因此增加了耐受剂量，降低了毒性，有效地靶向肿瘤并具有出色的抗癌作用。这项研究证明了针对特定药物分子的telendendrimer纳米载体从头设计的可行性和多功能性，这是一种转变纳米载体开发以用于药物输送的有前途的方法。
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