DNA Self-assembly for Nanomedicine

Chhabra, Rajendra S.; Sharma, Jaswinder; Liu, Yan; Rinker, Sherri

doi:10.1016/j.addr.2010.03.005

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“…[22][23][24][25][26][27] Several reports, including our own studies, have shown that dipeptides, either free or with N-or C-terminal modifications, can self-assemble into well-defined NPs. 18,19,[28][29][30] However, most of these studies have shown assembly in an aqueous environment and may not be suitable for delivering hydrophobic bioactive molecules.…”

Section: Results and Discussion Preparation And Characterization Of Npsmentioning

confidence: 84%

Novel dipeptide nanoparticles for effective curcumin delivery

Alam¹,

Panda²,

Chauhan³

2012

IJN

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Background: Curcumin, the principal curcuminoid of the popular Indian spice turmeric, has a wide spectrum of pharmaceutical properties such as antitumor, antioxidant, antiamyloid, and anti-inflammatory activity. However, poor aqueous solubility and low bioavailability of curcumin is a major challenge in its development as a useful drug. To enhance the aqueous solubility and bioavailability of curcumin, attempts have been made to encapsulate it in liposomes, polymeric nanoparticles (NPs), lipid-based NPs, biodegradable microspheres, cyclodextrin, and hydrogels. Methods: In this work, we attempted to entrap curcumin in novel self-assembled dipeptide NPs containing a nonprotein amino acid, α, β-dehydrophenylalanine, and investigated the biological activity of dipeptide-curcumin NPs in cancer models both in vitro and in vivo. Results: Of the several dehydrodipeptides tested, methionine-dehydrophenylalanine was the most suitable one for loading and release of curcumin. Loading of curcumin in the dipeptide NPs increased its solubility, improved cellular availability, enhanced its toxicity towards different cancerous cell lines, and enhanced curcumin's efficacy towards inhibiting tumor growth in Balb/c mice bearing a B6F10 melanoma tumor. Conclusion: These novel, highly biocompatible, and easy to construct dipeptide NPs with a capacity to load and release curcumin in a sustained manner significantly improved curcumin's cellular uptake without altering its anticancer or other therapeutic properties. Curcumin-dipeptide NPs also showed improved in vitro and in vivo chemotherapeutic efficacy compared to curcumin alone. Such dipeptide-NPs may also improve the delivery of other potent hydrophobic drug molecules that show poor cellular uptake, bioavailability, and efficacy.

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Section: Results and Discussion Preparation And Characterization Of Npsmentioning

confidence: 84%

Novel dipeptide nanoparticles for effective curcumin delivery

Alam¹,

Panda²,

Chauhan³

2012

IJN

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“…Eine wichtige Fragestellung in diesem Gebiet ist die Entwicklung von neuen "intelligenten" Systemen, die auf der Kombination von nanoskopischen Strukturen mit einer Vielfalt an Biomolekülen beruhen, bisher unbekannte Funktionalitäten aufweisen und in Bereichen wie Bio-Engineering, Biosensorik, Bio-Nanotechnologie und Wirkstofffreisetzung neue Wege erçffnen. [1] In der Wirkstofffreisetzung hat die Entwicklung von Stimuli gesteuerten nanoskopischen Hybridmaterialien, die Biomoleküle als Verschlüsse tragen und eingeschlossene Gastmoleküle gezielt durch Anwendung eines äußeren Stimulus freisetzen kçnnen, große Aufmerksamkeit erlangt. [2][3][4][5][6] Diese Systeme bestehen aus einem Träger, der gewçhnlich das Reservoir darstellt, in dem bestimmte Substanzen eingelagert sind, und Molekülen oder molekular an diese Container angebundenen Objekten, die eine gesteuerte Freisetzung der eingeschlossenen Moleküle ermçglichen.…”

Section: In Memoriam Enrique Pørez-payµunclassified

Selektiver, hoch empfindlicher und schneller Nachweis genomischer DNA mit gesteuerten Materialien am Beispiel von Mycoplasma

et al. 2013

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In memoriam Enrique PØrez-PayµIn jüngster Zeit haben Fortschritte in der biomolekularen Chemie und Nanotechnologie zum Design von biologisch inspirierten Systemen mit innovativen, der Biologie entlehnten Funktionen geführt. Eine wichtige Fragestellung in diesem Gebiet ist die Entwicklung von neuen "intelligenten" Systemen, die auf der Kombination von nanoskopischen Strukturen mit einer Vielfalt an Biomolekülen beruhen, bisher unbekannte Funktionalitäten aufweisen und in Bereichen wie Bio-Engineering, Biosensorik, Bio-Nanotechnologie und Wirkstofffreisetzung neue Wege erçffnen.[1] In der Wirkstofffreisetzung hat die Entwicklung von Stimuli gesteuerten nanoskopischen Hybridmaterialien, die Biomoleküle als Verschlüsse tragen und eingeschlossene Gastmoleküle gezielt durch Anwendung eines äußeren Stimulus freisetzen kçnnen, große Aufmerksamkeit erlangt.[2-6] Diese Systeme bestehen aus einem Träger, der gewçhnlich das Reservoir darstellt, in dem bestimmte Substanzen eingelagert sind, und Molekülen oder molekular an diese Container angebundenen Objekten, die eine gesteuerte Freisetzung der eingeschlossenen Moleküle ermçglichen. Beide Komponenten kçnnen gezielt ausgewählt werden, sodass eine enorme Bandbreite an Kontrollmechanismen implementiert werden kann. Gekapselte Materialien wurden bislang meist für Anwendungen in der Wirkstofffreisetzung eingesetzt, [7] Beispiele aus dem Bereich der Sensorik sind wesentlich seltener.[8] Für die Sensorik sind die Trägersysteme in der Regel mit einem Indikator beladen, und der Verschlussmechanismus ist dergestalt, dass nur der Zielanalyt in der Lage ist, den Verschluss zu çffnen und die Ladung freizusetzen.Aus dem Bereich der Biomoleküle sind DNA-Sequenzen besonders attraktiv für das Design von gesteuerten Nanosensoren. [4,5] Aufbauend auf solch einem Ansatz sind etwa chromo-oder fluorogene Nanosensoren denkbar, bei denen der Träger mit einem Nukleinsäurestrang verschlossen ist und eine selektive Öffnung nur durch den komplementären Oligonukleotidstrang bewirkt werden kann, die dann zu einer Freisetzung der eingeschlossenen Farbstofffracht führt. Wir sind davon überzeugt, dass solch ein einfaches System zur Entwicklung sehr spezifischer und empfindlicher Sensorelemente für die einfache und schnelle Identifizierung genomischer DNA-Sequenzen führen kann.Als ersten Beweis für unsere Vermutung haben wir einen empfindlichen Nanosensor für den direkten und schnellen Nachweis von Mycoplasma entwickelt. Mycoplasma bezieht

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“…The remarkable molecular recognition capabilities of DNA make it a promising candidate for development of materials with highly complex structures (Chhabra et al 2010, Um et al 2006a). Xing at el.…”

Section: Self-assembly In Dna Hydrogelsmentioning

confidence: 99%