journal article·2020

Enhancing the targeting ability of nanoparticles via protected copolymers

Qiang-sheng Xia, Tao Zhu, Zhong-ying Jiang, Hong-ming Ding, Yu-qiang Ma

Nanoscale· Volume 12· Issue 14
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Abstract

It is important to maintain the balance between therapeutic efficiency and cytotoxicity when using nanomaterials for biomedical applications. Here, we propose a new method (i.e., non-covalent coating of protected copolymers onto the nanoparticle surface) to enhance the active targeting of nanoparticles to the cancer cells by combining the dissipative particle dynamics simulation and in vitro experiments. When coating the protected copolymer onto the nanoparticle surface, the uptake efficiency could be greatly altered due to the competition between the copolymer-ligand interaction and the receptor-ligand interaction-the non-covalent coating is more efficient than the covalent coating. Furthermore, the effect of the physicochemical properties of the protected copolymer on the targeting ability of nanoparticles was also investigated. This study offers useful insight into the optimal design of nanocarriers in biomedicine.
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Research context

OpenAlex topics: Nanoparticle-Based Drug Delivery · Nanoplatforms for cancer theranostics · RNA Interference and Gene Delivery

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Center for Soft Condensed Matter Physics and Interdisciplinary Research

School of Physical Science and Technology

Soochow University

Suzhou 215006

China

National Laboratory of Solid State Microstructures and Department of Physics

Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures

Nanjing University

Nanjing 210093

Funding

National Natural Science Foundation of China · Natural Science Foundation of Anhui Province

References (71)

Show source-provided references
1. Sun · Angew. Chem., Int. Ed. · 2014 · 53 · 1232010.1002/anie.201403036 ↗
2. Kanasty · Nat. Mater. · 2013 · 12 · 96710.1038/nmat3765 ↗
3. Tian · Chem. Soc. Rev. · 2013 · 42 · 70510.1039/C2CS35306G ↗
4. Degors · Acc. Chem. Res. · 2019 · 52 · 175010.1021/acs.accounts.9b00177 ↗
5. Shi · Nano Lett. · 2010 · 10 · 322310.1021/nl102184c ↗
6. Smith · Chem. Rev. · 2017 · 117 · 90110.1021/acs.chemrev.6b00073 ↗
7. Shi · Acc. Chem. Res. · 2019 · 52 · 154310.1021/acs.accounts.9b00148 ↗
8. Xu · Chem. Soc. Rev. · 2014 · 43 · 160110.1039/C3CS60277J ↗
9. Chou · Chem. Soc. Rev. · 2011 · 40 · 23310.1039/C0CS00003E ↗
10. Leu · Cancer Res. · 2000 · 60 · 4324
11. Maeda · J. Controlled Release · 2000 · 65 · 27110.1016/S0168-3659(99)00248-5 ↗
12. Mi · Adv. Mater. · 2019 · 46 · 1902604
13. Petros · Nat. Rev. Drug Discovery · 2010 · 9 · 61510.1038/nrd2591 ↗
14. Mout · Chem. Soc. Rev. · 2012 · 41 · 253910.1039/c2cs15294k ↗
15. Chen · Biomaterials · 2016 · 100 · 110.1016/j.biomaterials.2016.05.017 ↗
16. Ding · Small · 2015 · 11 · 105510.1002/smll.201401943 ↗
17. Blanco · Nat. Biotechnol. · 2015 · 33 · 94110.1038/nbt.3330 ↗
18. Behzadi · Chem. Soc. Rev. · 2017 · 46 · 421810.1039/C6CS00636A ↗
19. Kinnear · Chem. Rev. · 2017 · 117 · 1147610.1021/acs.chemrev.7b00194 ↗
20. Bahrami · Adv. Colloid Interface Sci. · 2014 · 208 · 21410.1016/j.cis.2014.02.012 ↗
21. Zhang · ACS Nano · 2015 · 9 · 865510.1021/acsnano.5b03184 ↗
22. Gao · Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. · 2005 · 102 · 946910.1073/pnas.0503879102 ↗
23. Chithrani · Nano Lett. · 2006 · 6 · 66210.1021/nl052396o ↗
24. Geng · Nat. Nanotechnol. · 2007 · 2 · 24910.1038/nnano.2007.70 ↗
25. Yu · Nano Lett. · 2016 · 16 · 717610.1021/acs.nanolett.6b03515 ↗
26. Sun · Adv. Mater. · 2015 · 27 · 140210.1002/adma.201404788 ↗
27. Li · Nanoscale · 2015 · 7 · 275810.1039/C4NR05575F ↗
28. Yi · Phys. Rev. Lett. · 2011 · 107 · 09810110.1103/PhysRevLett.107.098101 ↗
29. Walkey · Chem. Soc. Rev. · 2012 · 41 · 278010.1039/C1CS15233E ↗
30. Monopoli · Nat. Nanotechnol. · 2012 · 7 · 77910.1038/nnano.2012.207 ↗
31. Mahmoudi · Nanotoday · 2016 · 11 · 81710.1016/j.nantod.2016.10.005 ↗
32. Docter · Chem. Soc. Rev. · 2015 · 44 · 609410.1039/C5CS00217F ↗
33. Zhdanov · Curr. Opin. Colloid Interface Sci. · 2019 · 41 · 9510.1016/j.cocis.2018.12.002 ↗
34. Ding · Biomaterials · 2014 · 35 · 870310.1016/j.biomaterials.2014.06.033 ↗
35. Salvati · Nat. Nanotechnol. · 2013 · 8 · 13710.1038/nnano.2012.237 ↗
36. Schöttler · Nat. Nanotechnol. · 2016 · 11 · 37210.1038/nnano.2015.330 ↗
37. Lu · Nat. Commun. · 2019 · 10 · 452010.1038/s41467-019-12470-5 ↗
38. Zhang · Chem. Soc. Rev. · 2014 · 43 · 376210.1039/C3CS60338E ↗
39. Ding · Nanoscale Horiz. · 2018 · 3 · 610.1039/C7NH00138J ↗
40. Wang · Acc. Chem. Res. · 2019 · 52 · 150710.1021/acs.accounts.9b00126 ↗
41. Kim · Acc. Chem. Res. · 2013 · 46 · 68110.1021/ar3000647 ↗
42. Alexeev · ACS Nano · 2008 · 2 · 111710.1021/nn8000998 ↗
43. Ding · Nanoscale · 2012 · 4 · 111610.1039/C1NR11425E ↗
44. Ding · ACS Nano · 2012 · 6 · 123010.1021/nn2038862 ↗
45. Smith · J. Chem. Phys. · 2007 · 127 · 08470310.1063/1.2766953 ↗
46. Groot · J. Chem. Phys. · 1997 · 107 · 442310.1063/1.474784 ↗
47. Yue · Soft Matter · 2011 · 7 · 910410.1039/c1sm05398a ↗
48. Xia · Nanoscale · 2017 · 9 · 898210.1039/C7NR01020F ↗
49. Chen · Sci. Adv. · 2019 · 5 · 319210.1126/sciadv.aaw3192 ↗
50. Arai · Nanoscale · 2013 · 5 · 908910.1039/c3nr02024j ↗
51. Mao · ACS Nano · 2016 · 10 · 149310.1021/acsnano.5b07036 ↗
52. Li · Nanoscale · 2015 · 7 · 1663110.1039/C5NR02970H ↗
53. Huang · Nanoscale · 2019 · 11 · 217010.1039/C8NR06340K ↗
54. Ding · ACS Cent. Sci. · 2018 · 4 · 134410.1021/acscentsci.8b00383 ↗
55. Liu · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2019 · 11 · 2382210.1021/acsami.9b03638 ↗
56. Wang · Nanoscale · 2019 · 11 · 402510.1039/C8NR09381D ↗
57. Xia · J. Phys. D: Appl. Phys. · 2018 · 51 · 12400210.1088/1361-6463/aaae4d ↗
58. Yang · Nat. Nanotechnol. · 2010 · 5 · 57910.1038/nnano.2010.141 ↗
59. Ding · Biomaterials · 2012 · 33 · 579810.1016/j.biomaterials.2012.04.055 ↗
60. Shillcock · Nat. Mater. · 2005 · 4 · 22510.1038/nmat1333 ↗
61. Plimpton · J. Comput. Phys. · 1995 · 117 · 110.1006/jcph.1995.1039 ↗
62. Shahabi · J. Nanopart. Res. · 2016 · 18 · 2810.1007/s11051-016-3334-0 ↗
63. G. T. Hermanson , Bioconjugate Techniques , Academic Press , New York , 2nd edn, 2008 , pp. 213
64. Sauerbrey · Z. Phys. · 1959 · 155 · 20610.1007/BF01337937 ↗
65. Schubertova · Soft Matter · 2015 · 11 · 272610.1039/C4SM02815E ↗
66. Haute · ACS Nano · 2018 · 12 · 11710.1021/acsnano.7b03025 ↗
67. Angioletti-Uberti · Phys. Rev. Lett. · 2017 · 118 · 06800110.1103/PhysRevLett.118.068001 ↗
68. Tonigold · Nat. Nanotechnol. · 2018 · 13 · 86210.1038/s41565-018-0171-6 ↗
69. Park · J. Chem. Phys. · 2004 · 120 · 594610.1063/1.1651473 ↗
70. Steed · Chem. Soc. Rev. · 2010 · 39 · 368610.1039/b926219a ↗
71. Yu · Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. · 2016 · 113 · 1372010.1073/pnas.1616836113 ↗