fi=317 Farmasia|sv=317 Farmaci|en=317 Pharmacy|
https://www.doria.fi:443/handle/10024/91674
2024-03-29T13:24:57ZPrecision Therapeutics : Harnessing Receptor-targeted and Dynamic DNA Nanotechnology
https://www.doria.fi:443/handle/10024/188659
Precision Therapeutics : Harnessing Receptor-targeted and Dynamic DNA Nanotechnology
Yan, Jiaqi
In recent years, significant progress has been made in the development of nanomedicines. Nanosystems for targeted drug delivery are a class of nanomaterials capable of delivering drugs to specific cellular locations, achieving precise, efficient, and safe treatments. Currently, a common approach for cancer-targeted nanotechnology-based drug delivery is to modify the nanoparticle surface with cell-targeting ligands. However, ligand-adorned nanoparticles may also be uptaken by normal tissues. Furthermore, due to significant variation in receptor expression levels between cancers and individuals, there is a lack of suitable, precise ligands for each individual case. MicroRNAs (miRNAs) are intrinsic non-coding small RNA molecules. It has been observed that cancer-related miRNA is overexpressed at cancer sites. Hence, the combination of miRNA targeting strategies and the traditional receptor-mediated targeting should be a promising approach for more precise cancer therapy.
DNA materials possess extensive utility in construction of gene-responsive materials. Among them, dynamic DNA nanotechnology allows for the miRNAresponsive self-assembly of therapeutic oligonucleotides within cells, thereby unleashing sophisticated therapeutic and diagnostic functionalities. Hence, through construction of miRNA-responsive DNA materials, dynamic DNA nanotechnology could contribute to targeted therapies.
In this dissertation, we have studied precise cancer treatment by designing miRNA-targeted DNA nanomaterials and combining them with traditional receptor-mediated targeting techniques. First, nanomaterials were developed to validate their receptor-targeted therapeutic ability. Second, a miRNA-21- responsive DNA nanogel system was built to explore the feasibility of miRNA- 21-responsive nanomaterials for targeted cancer therapy. Third, to achieve dual systems that are simultaneously receptor-targeting and miRNAresponsive, DNAzymes (man-made DNA sequence that can cleave target RNA molecules at specific sites) were innovatively transformed into miRNAresponsive entities and encapsulated within arginylglycylaspartic acid (RGD)-targeted micelle systems. This achieved carrier-mediated receptor targeting as well as DNAzyme-mediated miRNA-21-targeting capabilities. The results indicated the ability of this system to distinctly discriminate between cancerous tissues and adjacent healthy tissues, thereby potentially achieving precise targeted therapy. Finally, to reduce the cost and complexity of DNA nanomaterials, we developed DNA-metal self-assembly techniques. From a materials perspective, we simplified the construction of DNA materials, which is instrumental in advancing their clinical translation.; De senaste åren har betydande framsteg gjorts inom utvecklingen av nanomediciner. Nanosystem för riktad läkemedelsleverans är en typ av nanomaterial som kan leverera läkemedel till specifika cellplatser och uppnå exakta, effektiva och säkra behandlingar. För närvarande är en vanlig metod för cancerriktad nanoteknikbaserad läkemedelsleverans att modifiera nanopartikelns yta med cellriktande ligander. Dock kan liganddekorerade nanopartiklar även tas upp av normala vävnader. Dessutom, på grund av betydande variation i receptorexpressionsnivåer mellan cancerformer och individer, finns det brist på lämpliga, precisa ligander för varje individuellt fall. MikroRNA (miRNA) är intrinsiska icke-kodande små RNA-molekyler. Det har observerats att cancerrelaterat miRNA är överuttryckt vid cancerlokaler. Därför bör kombinationen av miRNA-riktade strategier och den traditionella receptor-medierade riktningen vara ett lovande tillvägagångssätt för mer precisa cancerterapier.
DNA-material har omfattande användning inom konstruktionen av genresponsiva material. Bland dem möjliggör dynamisk DNA-nanoteknik miRNA-responsiv självmontering av terapeutiska oligonukleotider inom celler och därigenom släpper loss sofistikerade terapeutiska och diagnostiska funktioner. Således kan dynamisk DNA-nanoteknik genom konstruktion av miRNA-responsiva DNA-material bidra till riktade terapier.
I denna avhandling har vi studerat exakt cancerbehandling genom att designa miRNA-riktade DNA-nanomaterial och kombinera dem med traditionella receptormedierade riktningstekniker. För det första utvecklades nanomaterial för att validera deras receptormålade terapeutiska förmåga. För det andra byggdes ett miRNA-21-responsivt DNA-nanogelsystem för att utforska möjligheten med miRNA-21-responsiva nanomaterial för riktad cancerterapi. För det tredje, för att uppnå dubbla system som samtidigt är receptormålade och miRNA-responsiva, omvandlades DNAzymer (konstgjord DNA-sekvens som kan klippa mål-RNA-molekyler på specifika platser) innovativt till miRNA-responsiva enheter och inkapslades inom arginylglycylaspartat (RGD)-målade micellsystem. Detta uppnådde bärarmedierad receptormålning samt DNAzym-medierad miRNA-21-målning. Resultaten indikerade förmågan hos detta system att tydligt särskilja mellan cancer vävnader och intilliggande friska vävnader, därigenom potentiellt uppnå precision inriktad terapi. Slutligen, för att minska kostnaderna och komplexiteten hos DNA-nanomaterial utvecklade vi DNAmetallsjälvmonteringstekniker. Ur ett materialperspektiv förenklade vi konstruktionen av DNA-material, vilket är väsentligt för att främja deras kliniska översättning.
2024-02-28T07:41:52ZStimuli-Responsive Prodrug Nanomaterials for Combination Therapy of Cancer
https://www.doria.fi:443/handle/10024/188229
Stimuli-Responsive Prodrug Nanomaterials for Combination Therapy of Cancer
Ma, Xiaodong
Cancer is a challenging disease to cure. Current treatment methods mainly include chemotherapy and phototherapy. Chemotherapy drugs, due to their high toxicity and systemic distribution, still cause great suffering for cancer patients. Moreover, the clinical efficacy of single-drug treatment is limited due to the complex pathogenesis of malignant tumors and multi-drug resistance often exhibited by tumor cells. To address these challenges, combination therapy with multiple drugs or multiple treatment modalities is widely used to treat various malignancies. In parallel, the rapid development of nanotechnology has promoted the application of nanomedicines in combination chemotherapy. Still, although nanodrugs can increase the drug concentration in the tumor area, the residual nanodrugs in the liver and kidneys still pose a huge threat to human health. Prodrugs are pharmacologically inactive drugs or compounds that are metabolized into pharmacologically active drugs after ingestion by the human body. Prodrug treatment strategies have become an exploratory direction to address the side effects of chemical therapy. Nanomedicine-based prodrugs can be prepared to improve targeting efficiency by using cancer cell targeting ligands and respond to the slightly acidic and reducing microenvironment of the tumor by using different chemical bonds, which can improve the antitumor effect and reduce the toxic side effects on healthy tissues.
In this thesis, we designed prodrug-based nanomaterials and studied the antitumor effects of the prodrugs using different drug delivery systems. First, reduction-sensitive paclitaxel (PTX) prodrugs were synthesized as connecting units to achieve synergistic treatment of cancer chemotherapy and photodynamic therapy using reactive oxygen species to treat cancer cells. The self-assembled nanoparticles of PTX prodrugs were formed by connecting PTX with different chemotherapeutic drugs or photosensitizers. This strategy effectively overcame drug resistance and exhibited enhanced antitumor effects in vivo with low toxicity. Second, using a combination of bionic and prodrug technologies, a cancer cell-targeted drug delivery system based on mesoporous silica nanoparticles (MSNs) encapsulated by cancer cell membranes was designed. This system demonstrated synergistically enhanced anticancer effects in cellular experiments. In summary, this thesis has provided new ideas for improving the shortcomings of traditional combined chemotherapy and photodynamic therapy, realizing the synchronous delivery and controlled release of different antitumor drugs, enhancing the synergy of drugs, and improving the efficacy of inhibiting tumor proliferation and metastasis.; Cancer är en utmanande sjukdom att bota. Nuvarande behandlingsmetoder inkluderar främst kemoterapi och fototerapi. Kemoterapiläkemedel orsakar fortfarande stort lidande för cancerpatienter på grund av sin höga toxicitet och systemiska distribution. Dessutom är den kliniska effekten av behandling med ett enda läkemedel begränsad på grund av den komplexa patogenesen av maligna tumörer samt multiläkemedelsresistens som ofta uppvisas av tumörceller. För att hantera dessa utmaningar används i stor utsträckning kombinationsterapi med flera läkemedel eller flera behandlingsmetoder för att behandla olika maligniteter. Parallellt har den snabba utvecklingen av nanoteknik främjat tillämpningen av nanoläkemedel i kombinationskemoterapi. Även om nanoläkemedel kan öka läkemedelskoncentrationen i tumörområdet, utgör läkemedlsrester i levern och njurarna fortfarande ett hot mot människors hälsa. Prodroger är farmakologiskt inaktiva läkemedel eller föreningar som metaboliseras till farmakologiskt aktiva läkemedel efter intag av människokroppen. Strategier för behandling med prodroger har blivit en explorativ inriktning för att hantera biverkningarna av kemoterapi. Nanomedicin-baserade prodroger kan framställas för att förbättra målsökningseffektiviteten genom att använda cancercellsmålsökande ligander och endast friätta den aktiva substansen som en respons på tumörens lätt sura och reducerande mikromiljö genom att använda olika kemiska bindningar, vilket i sin tur kan förbättra antitumöreffekten och minska de toxiska biverkningarna på friska vävnader.
I detta examensarbete designade vi prodrog-baserade nanomaterial och studerade antitumöreffekterna av prodrogerna med hjälp av olika läkemedelsadministrationssystem. Först syntetiserades reduktionskänsliga paklitaxel (PTX) prodroger för att uppnå synergistisk behandling av cancerkemoterapi och fotodynamisk terapi för att behandla cancerceller. De självaggregerande nanopartiklarna av PTX-prodroger bildades genom att koppla PTX med olika kemoterapeutiska läkemedel eller fotosensibilisatorer. Denna strategi övervann effektivt läkemedelsresistens och uppvisade förbättrade antitumöreffekter in vivo med låg toxicitet. Sedan designades med hjälp av en kombination av bionisk och prodrugteknologi ett cancercellriktat läkemedelslevereringssystem baserat på mesoporösa kiseldioxidnanopartiklar inkapslade av cancercellmembran. Detta system visade synergistiskt förbättrade anticancereffekter i cellulära experiment. Sammanfattningsvis har denna avhandling kommit fram med nya idéer för att förbättra bristerna i traditionell kombinationskemoterapi och fotodynamisk terapi, samt förverkliga den samtidiga tillförseln och kontrollerade frisättningen av olika antitumörläkemedel, och därmed förbättra synergin mellan läkemedlen och hämning av tumörproliferation och metastasering .
2023-12-05T08:53:06ZTailored Doses by Means of Semi-Solid Extrusion-Based 3D Printing : A Study in Pharmaceutical Sciences
https://www.doria.fi:443/handle/10024/188066
Tailored Doses by Means of Semi-Solid Extrusion-Based 3D Printing : A Study in Pharmaceutical Sciences
Monaco, Erica
The field of pharmaceutical sciences recognizes the need for tailored doses to address dosing challenges in specific patient populations, particularly pediatric and veterinary patients. Conventional manufacturing methods lack the flexibility required to produce personalized dosage forms, and compounding in pharmacies is labor-intensive and prone to errors. Three-dimensional printing (3DP) offers a transformative approach to the production of tailored dosage forms. Of particular interest is the application of semi-solid extrusion (SSE) 3DP, which enables printing at ambient conditions, making it suitable for a wide range of drugs, including thermolabile active pharmaceutical ingredients (API). The utilization of disposable pre-filled syringes in SSE 3DP ensures compliance with critical quality requirements set by regulatory agencies. This technology has been investigated specifically for the production of orodispersible and chewable dosage forms, which cater to patient populations with swallowing difficulties.
This thesis investigates the suitability of SSE 3DP for the production of tailored solid oral dosage forms for pediatric and veterinary patients, addressing the limitations in dose customization and dosage form flexibility. In this thesis, individual customization of five drugs is investigated through the preparation of tailored doses, sizes, and types of solid oral dosage forms. These five drugs were formulated into semi-solid drug inks adapted for SSE 3DP.
In the first study, thin and flexible orodispersible films (ODFs) in various sizes containing therapeutic doses were successfully printed. Low standard deviation in drug content indicates the suitability of this method for drugs with narrow therapeutic indexes. In the second study, SSE 3DP and inkjet printing (IJP) were evaluated and compared to oral dose sachets (OPS) prepared at the hospital pharmacy using a standard operating procedure for the preparation of personalized doses. SSE 3DP demonstrated superior characteristics compared to the two other methods in producing tailored ODFs. The third study assesses different SSE printers' capability to produce tailored doses for veterinary care, achieving a strong correlation between designed size and drug amount for the best performing printer. The fourth study explores the production of hard ChewTs for veterinary care, achieving excellent content uniformity. The fifth study investigates the loading of a different drug using the same ink base as in the fourth study, showcasing the feasibility of manufacturing pet-friendly ChewTs utilizing a standard ink base. In the sixth study, oral thin films containing therapeutic doses of nanoformed particles were successfully printed using SSE 3DP, highlighting the potential for personalized medicine of poorly soluble drugs.
This thesis contributes to the advancement of personalized medicine by exploring the application of SSE 3DP as a novel approach for on-demand manufacturing of tailored drug-loaded solid oral dosage forms close to the pointof-care. The findings of this research demonstrate the potential of SSE 3DP in addressing dosing challenges, improving treatment outcomes, and enhancing patient adherence and comfort, particularly in the fields of pediatric and veterinary care. By harnessing the capabilities of SSE 3DP, the healthcare industry can unlock new possibilities for personalized medicine, optimizing treatment outcomes, and enhancing patient experiences. The ability to create customized dosage forms with specific properties showcases the potential of SSE 3DP to shape the future of pharmaceutical manufacturing and healthcare delivery. This thesis highlights the importance of SSE 3DP in advancing personalized medicines and provides insights that can contribute to the development of innovative solutions in the field of pharmaceutical sciences.; Forskningsområdet inom farmaceutiska vetenskaper erkänner behovet av skräddarsydda doser för att möta doseringsutmaningar hos specifika patientgrupper, särskilt hos barn och djur. Konventionella tillverkningsmetoder saknar den flexibilitet som krävs för att producera individanpassade dosformer och framställning av läkemedel på apotek är arbetsintensivt och kan leda till fel. Tredimensionell utskrift (3DP) erbjuder ett revolutionerande tillvägagångssätt för tillverkning av skräddarsydda dosformer. Av särskilt intresse är tillämpningen av halvfast extrudering (SSE), vilket möjliggör utskrift utan användning av värme och passar således för ett brett spektrum av läkemedel, inklusive värmeömtåliga aktiva substanser. Användningen av förfyllda engångssprutor i SSE 3DP säkerställer att de kritiska kvalitetskrav som ställs av regleringsmyndigheter uppfylls. Denna teknik har specifikt undersökts för framställning av munsönderfallande och tuggbara dosformer som riktar sig till patientgrupper med svårigheter att svälja.
Denna avhandling undersöker lämpligheten av SSE 3DP för framställning av skräddarsydda fasta orala läkemedel för barn och djur. I denna avhandling undersöks individanpassning av fem läkemedel genom framställning av skräddarsydda doser, storlek och typ av fasta orala dosformer. Dessa fem läkemedel var formulerade till halvfasta läkemedelsbläck anpassade för SSE 3DP.
I den första studien utskrevs framgångsrikt tunna och flexibla munsönderfallande filmer (ODF) av olika storlekar som innehöll terapeutiska läkemedelsdoser. Låg standardavvikelse i läkemedelsinnehåll indikerar lämplighet för läkemdel med smalt terapeutiskt fönster. I den andra studien utvärderas och jämförs SSE 3DP med bläckstråleutskrift (IJP) och orala pulver i endospåsar (OPS) framställda på sjukhusapoteket enligt standardiserat förfarande för beredning av individanpassade doser. SSE 3DP uppvisade superioritet jämfört med de två andra metoderna för framställning av skräddarsydda ODF. I den tredje studien bedöms olika SSE-skrivares förmåga att producera skräddarsydda doser för veterinärvård. Den överlag bäst presterande skrivaren visade en stark korrelation mellan modellerad storlek och läkemedelsmängd. Den fjärde studien utforskar tillverkningen av hårda tuggtabletter för veterinärvård, med utmärkt enhetlig innehållsmängd. Den femte studien undersöker möjligheten att använda samma bläckbas som i den fjärde studien men med ett annat läkemedel. Studien visar att det är möjligt att framställa tuggtabletter som är anpassade för djur med hjälp av en standardiserad bläckbas. Den sjätte studien framställer framgångsrikt oral tunnfilm med terapeutiska doser av nanopartiklar med hjälp av SSE 3DP, vilket betonar potentialen för skräddarsydd medicin för dåligt lösliga läkemedel.
Denna avhandling bidrar till framsteg inom individanpassad medicinering genom att utforska tillämpningen av SSE 3DP som ett nytt tillvägagångssätt för att tillverka skräddarsydda läkemedelsinnehållande fasta orala dosformer vid behov i närheten av vårdplatsen. Resultaten av denna forskning visar potentialen för SSE 3DP för att möta doseringsutmaningar, förbättra behandlingsresultat och öka patienternas följsamhet och upplevelse, särskilt inom pediatrisk och veterinär vård. Genom att utnyttja möjligheterna som SSE 3DP erbjuder kan hälso- och sjukvårdsbranschen öppna nya möjligheter för individanpassad medicinering, optimera behandlingsresultat och förbättra patientupplevelsen. Möjligheten att tillverka individanpassade dosformer med specifika egenskaper visar potentialen hos SSE 3DP att forma framtidens läkemedelsframställning och hälso- och sjukvård. Denna avhandling lyfter fram betydelsen av SSE 3DP för att främja individanpassad medicinering och ger insikter som kan bidra till utvecklingen av innovativa lösningar inom farmaceutisk vetenskap.
2023-11-07T09:44:40ZStimuli-Responsive Porous Nanomaterials for Controlled Drug Delivery and Gene Therapy
https://www.doria.fi:443/handle/10024/183745
Stimuli-Responsive Porous Nanomaterials for Controlled Drug Delivery and Gene Therapy
Liu, Chang
Stimuli-responsive drug delivery systems have become increasingly fascinating and vital in nanomedicine because they can change the drugs pharmacokinetics, significantly improve the drugs utilization efficiency, provide on-demand local drug delivery, and reduce toxic side effects. As a typical representative, porous nanomaterials have unique physicochemical properties, such as rich pore structure, low density, high surface area, and tunable porous size. They show great promise not only in industrial catalysis, gas adsorption, linear optics, and electromagnetic materials, but also in stimuliresponsive delivery system for the diagnosis and treatment of diseases. This thesis mainly focuses on some important scientific issues such as seeking new release and targeting mechanisms, broadening their biomedical applications, developing multifunctional drug delivery systems, exploring biomimetic encapsulation strategies, and further improving the loading diversity of nanocarriers. Here, we have designed different drug/biomolecule delivery systems based on porous nanomaterials, which are listed as follows:
First, mesoporous silica nanoparticle (MSNs)-based drug delivery system with in vivo endothelial targeting was prepared for the inhibition of antibodymediated rejection after allograft kidney transplantation. The photothermal sensitive copper sulphide (CuS) nanoparticles were encapsulated in biocompatible MSNs, followed by multi-step surface engineering to form the anti-inflammatory drug-loaded theragnostic nanoparticles. Non-invasive targeting imaging, and near-infrared (NIR) triggered photothermal responsive drug release investigations demonstrated this system can reduce systemic inflammation, downregulate innate immune responses and promote recovery of the injured endothelium. Intracellular delivery of CRISPR/Cas9 plasmids via MSNs was subsequently explored for homology-directed repair through gene editing. By microfluidic-assisted electrostatic nanoprecipitation, polymer was coated onto plasmid-loaded MSNs to prevent biomolecule denaturation by EcoRV restriction enzymes as well as premature release. The pH-responsive breakdown of the polymer enabled controlled intracellular release of the plasmid and knock-in of the paxillin gene sequence. However, due to the low encapsulation efficiency and complex assembly process, there is a need to develop new porous vectors that can be easily prepared, have better drug and biomolecular loading capacity, and have better biocompatibility and biodegradability.
Therefore, metal-organic frameworks (MOFs) with good biocompatibility are used for drug delivery. By post-synthetic modification with disulfide anhydride and folic acid, MOFs with redox-responsive and tumor-targeting properties were constructed as a dual-drug carrier, exhibiting synergistic enhanced anticancer effects. However, pre-prepared MOFs have the same problems as MSNs in delivering biomolecules, and the encapsulation of MOFs with postsynthetic modification provides limited protection for biomolecules. Biomimetic mineralisation technique, which has been extensively studied for inorganic systems, was applied to the synthesis of MOFs to wrap and protect biomolecules, such as the encapsulation of CRISPR-Cas9 plasmids into MOFs, where controlled nanostructures were synthesised in situ through a biomolecule-mediated strategy. The structure-function relationship studies showed that the nanostructures of the MOF coatings greatly influence the biological properties of the contained biomolecules through different embedding structures. With the help of the superior ZIF-8 vector, the GFPtagged paxillin genomic sequence was successfully knocked in a cancer cell line with high transfection potency. In addition, microfluidic-assisted biomineralization strategy for MOFs was utilised for efficient delivery and remote regulation of CRISPR-Cas9 ribonucleic acid protein (RNP)-based gene editing. By tuning different microfluidic parameters, well-defined and comparable RNP-encapsulated nanocarriers were obtained with high delivery efficiency, significant protection and NIR-responsive release, endosomal escape and precise gene knock-down capabilities.; Stimuli-responsiva system för läkemedelstillförsel har blivit alltmer fascinerande och viktiga inom nanomedicin eftersom de kan förändra läkemedlens farmakokinetik, avsevärt förbättra läkemedelsutnyttjandet, tillhandahålla lokal läkemedelstillförsel på begäran och minska toxiska biverkningar. Som en typisk representant har porösa nanomaterial unika fysikalisk-kemiska egenskaper, t.ex. rik porstruktur, låg densitet, hög yta och justerbar porstorlek. De är mycket lovande inte bara inom industriell katalys, gasadsorption, linjär optik och elektromagnetiska material, utan även inom stimulansresponsiva leveranssystem för diagnos och behandling av sjukdomar. Denna avhandling fokuserar huvudsakligen på några viktiga vetenskapliga frågor, t.ex. att söka nya frisättnings- och målinriktningsmekanismer, bredda deras biomedicinska tillämpningar, utveckla multifunktionella system för läkemedelstillförsel, utforska biomimetiska inkapslingsstrategier och ytterligare förbättra laddningsmångfalden hos nanodragare. Här har vi konstruerat olika system för att leverera läkemedel/biomolekyler baserade på porösa nanomaterial, som listas nedan:
För det första framställdes ett mesoporöst kiseldioxidnanopartikelsystem (MSN) baserat på läkemedelsleveranser med in vivo endotelmålsättning för att hämma antikroppsmedierad avstötning efter en njurtransplantation med allograft. De fototermiskt känsliga kopparsulfidnanopartiklarna (CuS) kapslades in i biokompatibla MSN, följt av en ytkonstruktion i flera steg för att bilda antiinflammatoriska nanopartiklar laddade med teragnostiska läkemedel. Undersökningar av icke-invasiv målbildsanalys och NIR-utlöst fototermisk responsiv läkemedelsfrisättning visade att detta system kan minska systemisk inflammation, nedreglera det medfödda immunförsvaret och främja återhämtning av skadat endotel. Intracellulär leverans av CRISPR/Cas9-plasmider via MSN:er undersöktes därefter för homologiskt riktad reparation genom genredigering. Genom elektrostatisk nanoprecipitering med hjälp av mikrofluidik har polymeren belagts på plasmidladdade MSN:er för att förhindra denaturering av biomolekylerna med hjälp av EcoRVrestriktionsenzymerna och för tidig frisättning. Den pH-responsiva nedbrytningen av polymeren möjliggjorde en kontrollerad intracellulär frisättning av plasmidet och knock-in av paxillin-gensekvensen. På grund av den låga inkapslingseffektiviteten och den komplexa monteringsprocessen finns det dock ett behov av att utveckla nya porösa vektorer som lätt kan framställas, som har bättre laddningskapacitet för läkemedel och biomolekyler och som har bättre biokompatibilitet och biologisk nedbrytbarhet.
Därför används metallorganiska ramverk (MOF) med god biokompatibilitet för läkemedelsleveranser. Genom postsyntetisk modifiering med disulfidanhydrid och folsyra konstruerades MOF:er med redoxresponsiva och tumörmålande egenskaper som en dubbel läkemedelsbärare som uppvisar synergistiska förbättrade cancerbekämpande effekter. Förberedda MOF:er har dock samma problem som MSN:er när det gäller att leverera biomolekyler, och inkapsling av MOF:er med postsyntetisk modifiering ger ett begränsat skydd för biomolekyler. Den biomimetiska mineraliseringstekniken, som har studerats ingående för oorganiska system, tillämpades på syntesen av MOF:er för att omsluta och skydda biomolekyler, t.ex. inkapsling av CRISPR-Cas9-plasmider i MOF:er, där kontrollerade nanostrukturer syntetiserades in situ genom en biomolekylmedierad strategi. Studierna av strukturfunktionsförhållandet visade att MOF-beläggningarnas nanostrukturer i hög grad påverkar de biologiska egenskaperna hos de ingående biomolekylerna genom olika inbäddningsstrukturer. Med hjälp av den överlägsna ZIF-8-vektorn lyckades man framgångsrikt slå ut den GFP-märkta genomsekvensen av paxillin i en cancercelllinje med hög transfektionsförmåga. Dessutom utnyttjades en mikrofluidiskt assisterad biomineraliseringsstrategi för MOFs för effektiv leverans och fjärrreglering av CRISPR-Cas9 ribonukleinsyreprotein (RNP)-baserad genredigering. Genom att ställa in olika mikrofluidiska parametrar erhölls väldefinierade och jämförbara RNP-inkapslade nanodragare med hög leveranseffektivitet, betydande skydd och NIRresponsiv frisättning, endosomal flykt och exakta möjligheter att slå ner gener.
2022-02-15T10:46:13Z