On the ability of PAMAM dendrimers and dendrimer/DNA aggregates to penetrate POPC model biomembranes

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 114, Issue 21, 2010, Pages 7229-7244

  Ainalem, Marie Louise ^a   Campbell, Richard A ^b   Khalid, Syma ^c   Gillams, Richard J ^c   Rennie, Adrian R ^d   Nylander, Tommy ^a  

^a LUND UNIVERSITY   (Sweden)

^b INSTITUT LAUE LANGEVIN   (France)

^c UNIVERSITY OF SOUTHAMPTON   (United Kingdom)

^d UPPSALA UNIVERSITY   (Sweden)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AGGREGATES; GENE TRANSFER; NUCLEIC ACIDS; SILICA;

BI-LAYER; BIOMEMBRANES; CHARGE RATIO; COARSE-GRAINED; CONDENSING AGENTS; DENDRIMER MOLECULES; EXPERIMENTAL OBSERVATION; GENE DELIVERY; HIGH POTENTIAL; IN-SITU; KEY ISSUES; MEMBRANE TRANSPORT; NEGATIVELY CHARGED SURFACES; NON-VIRAL GENE DELIVERY; NULL ELLIPSOMETRY; PAMAM DENDRIMER; POLY(AMIDO AMINE); REALISTIC MODEL; SILICA SURFACE; SOLID SURFACE; SUPPORTING SURFACES; THREE GENERATIONS;

DENDRIMERS;

EID: 77952918652     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp9119809     Document Type: Article

References (80)

1. Pfeifer, A.; Verma, I. M. Annu. Rev. Genomics Hum. Genet. 2001, 2, 177-211
2. Tajarobi, F.; El-Sayed, M.; Rege, B. D.; Polli, J. E.; Ghandehari, H. Int. J. Pharm. 2001, 215, 263-267
3. Quintana, A.; Raczka, E.; Piehler, L.; Lee, I.; Myc, A.; Majoros, I.; Patri, A. K.; Thomas, T.; Mule, J.; Baker, J. R. Pharm. Res. 2002, 19, 1310-1316
4. Jevprasesphant, R.; Penny, J.; Jalal, R.; Attwood, D.; McKeown, N. B.; DEmanuele, A. Int. J. Pharm. 2003, 252, 263-266
5. Jevprasesphant, R.; Penny, J.; Attwood, D.; DEmanuele, A. J. Controlled Release 2004, 97, 259-267
6. Tomalia, D. A. Prog. Polym. Sci. 2005, 30, 294-324
7. Eichman, J. D.; Bielinska, A. U.; Kukowska-Latallo, J. F.; Baker, J. R. Pharm. Sci. Technol. Today 2000, 3, 232-241
8. Dufes, C.; Uchegbu, I. F.; Schatzlein, A. G. Adv. Drug Delivery Rev. 2005, 57, 2177-2202
9. Paulo, P. M. R.; Lopes, J. N. C.; Costa, S. M. B. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 10651-10664
10. Naylor, A. M.; Goddard, W. A.; Kiefer, G. E.; Tomalia, D. A. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 2339-2341
11. Lee, I.; Athey, B. D.; Wetzel, A. W.; Meixner, W.; Baker, J. R. Macromolecules 2002, 35, 4510-4520
12. Örberg, M. L.; Schillén, K.; Nylander, T. Biomacromolecules 2007, 8, 1557-1563
13. Carnerup, A. M.; Ainalem, M. L.; Alfredsson, V.; Nylander, T. Langmuir 2009, 25, 12466-12470
14. Ainalem, M. L.; Carnerup, A. M.; Janiak, J.; Alfredsson, V.; Nylander, T.; Schillén, K. Soft Matter 2009, 5, 2310-2320
15. Khan, M. O. In DNA Interactions with Polymers and Surfactants; Dias, R.; Lindman, B., Eds.; John Wiley & Sons: Hoboken, NJ, 2008; pp 317 - 334.
16. Dias, R. S.; Innerlohinger, J.; Glatter, O.; Miguel, M. G.; Lindman, B. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 10458-10463
17. Klajnert, B.; Epand, R. M. Int. J. Pharm. 2005, 305, 154-166
18. Gardikis, K.; Hatziantoniou, S.; Viras, K.; Wagner, M.; Demetzos, C. Int. J. Pharm. 2006, 318, 118-123
19. Zhang, Z. Y.; Smith, B. D. Bioconjugate Chem. 2000, 11, 805-814
20. Karoonuthaisiri, N.; Titiyevskiy, K.; Thomas, J. L. Colloids Surf. B 2003, 27, 365-375
21. Mecke, A.; Majoros, I. J.; Patri, A. K.; Baker, J. R.; Holl, M. M. B.; Orr, B. G. Langmuir 2005, 21, 10348-10354
22. Erickson, B.; DiMaggio, S. C.; Mullen, D. G.; Kelly, C. V.; Leroueil, P. R.; Berry, S. A.; Baker, J. R.; Orr, B. G.; Holl, M. M. B. Langmuir 2008, 24, 11003-11008
23. Kelly, C. V.; Leroueil, P. R.; Orr, B. G.; Holl, M. M. B.; Andricioaei, I. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 9346-9353
24. Kelly, C. V.; Leroueil, P. R.; Nett, E. K.; Wereszczynski, J. M.; Baker, J. R.; Orr, B. G.; Holl, M. M. B.; Andricioaei, I. J. Phys. Chem. B. 2008, 112, 9337-9345
25. Lee, H.; Larson, R. G. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 18204-18211
26. Hong, S. P.; Bielinska, A. U.; Mecke, A.; Keszler, B.; Beals, J. L.; Shi, X. Y.; Balogh, L.; Orr, B. G.; Baker, J. R.; Holl, M. M. B. Bioconjugate Chem. 2004, 15, 774-782
27. Perumal, O. P.; Inapagolla, R.; Kannan, S.; Kannan, R. M. Biomaterials 2008, 29, 3469-3476
28. Leroueil, P. R.; Hong, S. Y.; Mecke, A.; Baker, J. R.; Orr, B. G.; Holl, M. M. B. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 335-342
29. Fragneto, G.; Charitat, T.; Graner, F.; Mecke, K.; Perino-Gallice, L.; Bellet-Amalric, E. Europhys. Lett. 2001, 53, 100-106
30. Daillant, J.; Bellet-Amalric, E.; Braslau, A.; Charitat, T.; Fragneto, G.; Graner, F.; Mora, S.; Rieutord, F.; Stidder, B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 11639-11644
31. Charitat, T.; Bellet-Amalric, E.; Fragneto, G.; Graner, F. Eur. Phys. J. B 1999, 8, 583-593
32. Kouskoumvekaki, I. A.; Giesen, R.; Michelsen, M. L.; Kontogeorgis, G. M. Ind. Eng. Chem. Res. 2002, 41, 4848-4853
33. Landgren, M.; Jonsson, B. J. Phys. Chem. 1993, 97, 1656-1660
34. Tiberg, F.; Harwigsson, I.; Malmsten, M. Eur. Biophys. J. 2000, 29, 196-203
35. Vandoolaeghe, P.; Rennie, A. R.; Campbell, R. A.; Thomas, R. K.; Hook, F.; Fragneto, G.; Tiberg, F.; Nylander, T. Soft Matter 2008, 4, 2267-2277
36. Azzam, R. M. A.; Bashara, N. M. Ellipsometry and Polarized Light; Elsevier: Amsterdam, 1989.
37. Vacklin, H. P.; Tiberg, F.; Fragneto, G.; Thomas, R. K. Biochemistry 2005, 44, 2811-2821
38. Mahanty, J.; Ninham, B. W. Dispersion Forces; Academic Press: London, 1976.
39. Chincholi, B. A.; Havlik, A. J.; Void, R. D. J. Chem. Eng. 1974, 19, 148-152
40. Binder, H.; Gawrisch, K. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 12378-12390
41. Majkrzak, C. F.; Berk, N. F.; Krueger, S. K.; Borchers, J. A.; Dura, J. A.; Ivkov, R.; ODonovan, K. Neutron News 2001, 12, 25-29
42. Lu, J. R.; Thomas, R. K. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1998, 94, 995-1018
43. Schurtenberger, P. In Neutrons, X-rays and Light: Scattering Methods Applied to Soft Condensed Matter, 1st ed.; Lindner, P.; Zemb, T., Eds.; Elsevier: Amsterdam, 2002; pp 145 - 170.
44. Nylander, T.; Campbell, R. A.; Vandoolaeghe, P.; Cardenas, M.; Linse, P.; Rennie, A. R. Biointerphases 2008, 3, 64-82
45. Vandoolaeghe, P.; Rennie, A. R.; Campbell, R. A.; Nylander, T. Langmuir 2009, 25, 4009-4020
46. Nelson, A. J. Appl. Crystallogr. 2006, 39, 273-276
47. Abeles, F. Ann. Phys. 1948, 3, 504-520
48. Marquardt, D. W. J. Soc. Ind. Appl. Math. 1963, 11, 431-441
49. Koenig, B. W.; Kruger, S.; Orts, W. J.; Majkrzak, C. F.; Berk, N. F.; Silverton, J. V.; Gawrisch, K. Langmuir 1996, 12, 1343-1350
50. Puu, G.; Gustafson, I. Biochim. Biophys. Acta, Biomembr. 1997, 1327, 149-161
51. Ainalem, M. L.; Kristen, N.; Edler, K. J.; Hook, F.; Sparr, E.; Nylander, T. Langmuir 2010, 26, 4965-4976
52. Wacklin, H. P.; Tiberg, F.; Fragneto, G.; Thomas, R. K. Biochim. Biophys. Acta, Biomembr. 2007, 1768, 1036-1049
53. Nezil, F. A.; Bloom, M. Biophys. J. 1992, 61, 1176-1183
54. Wacklin, H. P.; Tiberg, F.; Fragneto, G.; Thomas, R. K. Biochim. Biophys. Acta, Biomembr. 2007, 1768, 1036-1049
55. Petrache, H. I.; Feller, S. E.; Nagle, J. F. Biophys. J. 1997, 72, 2237-2242
56. Kucerka, N.; Tristram-Nagle, S.; Nagle, J. F. J. Membr. Biol. 2006, 208, 193-202
57. Marrink, S. J.; de Vries, A. H.; Mark, A. E. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 750-760
58. Esteban-Martin, S.; Risselada, H. J.; Salgado, J.; Marrink, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15194-15202
59. Bond, P. J.; Holyoake, J.; Ivetac, A.; Khalid, S.; Sansom, M. S. P. J. Struct. Biol. 2007, 157, 593-605
60. Khalid, S.; Bond, P. J.; Holyoake, J.; Hawtin, R. W.; Sansom, M. S. P. J. R. Soc. Interface 2008, 5, 241-250
61. Essmann, U.; Perera, L.; Berkowitz, M. L.; Darden, T.; Lee, H.; Pedersen, L. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8577-8593
62. Bahar, I.; Atilgan, A. R.; Erman, B. Fold. Des. 1997, 2, 173-181
63. Atilgan, A. R.; Durell, S. R.; Jernigan, R. L.; Demirel, M. C.; Keskin, O.; Bahar, I. Biophys. J. 2001, 80, 505-515
64. Lindahl, E.; Hess, B.; van der Spoel, D. J. Mol. Model. 2001, 7, 306-317
65. Berendsen, H. J. C.; Vanderspoel, D.; Vandrunen, R. Comput. Phys. Commun. 1995, 91, 43-56
66. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; Vangunsteren, W. F.; Dinola, A.; Haak, J. R. J. Chem. Phys. 1984, 81, 3684-3690
67. Sayle, R. A.; Milnerwhite, E. J. Trends Biochem. Sci. 1995, 20, 374-376
68. Humphrey, W.; Dalke, A.; Schulten, K. J. Mol. Graph. 1996, 14, 33-38
69. Ainalem, M. L.; Campbell, R. A.; Nylander, T. Langmuir, 2010, - In press.
70. Scott, K. A.; Bond, P. J.; Ivetac, A.; Chetwynd, A. P.; Khalid, S.; Sansom, M. S. P. Structure 2008, 16, 621-630
71. May, R. P. In Neutrons, X-rays and Light: Scattering Methods Applied to Soft Condensed Matter, 1st ed.; Lindner, P.; Zemb, T., Eds.; Elsevier: Amsterdam, 2002; pp 463 - 480.
72. Sackmann, E. Science 1996, 271, 43-48
73. Wong, J. Y.; Park, C. K.; Seitz, M.; Israelachvili, J. Biophys. J. 1999, 77, 1458-1468
74. Wong, J. Y.; Majewski, J.; Seitz, M.; Park, C. K.; Israelachvili, J. N.; Smith, G. S. Biophys. J. 1999, 77, 1445-1457
75. Talbot, J. P.; Barlow, D. J.; Lawrence, M. J.; Timmins, P. A.; Fragneto, G. Langmuir 2009, 25, 4168-4180
76. Majewski, J.; Wong, J. Y.; Park, C. K.; Seitz, M.; Israelachvili, J. N.; Smith, G. S. Biophys. J. 1998, 75, 2363-2367
77. Hughes, A. V.; Howse, J. R.; Dabkowska, A.; Jones, R. A. L.; Lawrence, M. J.; Roser, S. J. Langmuir 2008, 24, 1989-1999
78. Braun, C. S.; Vetro, J. A.; Tomalia, D. A.; Koe, G. S.; Koe, J. G.; Middaugh, C. R. J. Pharm. Sci. 2005, 94, 423-436
79. Carnerup, A. M.; Ainalem, M. L.; Alfredsson, V.; Nylander, T. Manuscript in preparation.
80. Labieniec, M.; Watala, C. Central Eur. J. Biol. 2009, 4, 434--451