Magnetic-Fe/Fe 3O 4-nanoparticle-bound SN38 as carboxylesterase-cleavable prodrug for the delivery to tumors within monocytes/macrophages

Beilstein Journal of Nanotechnology

Volumn 3, Issue 1, 2012, Pages 444-455

  Wang, Hongwang ^a   Shrestha, Tej B ^a   Basel, Matthew T ^a   Dani, Raj K ^a   Seo, Gwi Moon ^a   Balivada, Sivasai ^a   Pyle, Marla M ^a   Prock, Heidy ^a   Koper, Olga B ^b   Thapa, Prem S ^c   Moore, David ^c   Li, Ping ^a   Chikan, Viktor ^a   Troyer, Deryl L ^a   Bossmann, Stefan H ^a  

^a KANSAS STATE UNIVERSITY   (United States)

^b BATTELLE MEMORIAL INSTITUTE   (United States)

^c UNIVERSITY OF KANSAS   (United States)

Author keywords

Cell based delivery; Chemotherapeutic prodrug; Magnetic Fe Fe 3O 4 nanoparticles; Sn38

Indexed keywords

ADVANCED SYSTEMS; CANCER CELLS; CARBOXYLESTERASES; CELL-BASED; COLLATERAL DAMAGE; CORE/SHELL; DOXYCYCLINE; IMMUNE SYSTEMS; LOW TOXICITY; MAGNETIC HEATING; MAGNETIC HYPERTHERMIA; MAGNETIC NANOPARTICLES; MONOCYTES/MACROPHAGES; PRODRUGS; SN38; TARGETED DELIVERY; THERMOCHEMOTHERAPY; TOPOISOMERASE I; TUMOR SITE;

CELLS; CYTOLOGY; DISEASES; HYPERTHERMIA THERAPY; NANOPARTICLES;

TUMORS;

EID: 84864292537     PISSN: None     EISSN: 21904286     Source Type: Journal    
DOI: 10.3762/bjnano.3.51     Document Type: Article

References (54)

1. Cunningham, D.; Pyrhönen, S.; James, R. D.; Punt, C. J. A.; Hickish, T. F.; Heikkila, R.; Johannesen, T. B.; Starkhammar, H.; Topham, C. A.; Awad, L.; Jacques, C.; Herait, P. Lancet 1998, 352, 1413. doi:10.1016/S0140-6736(98)02309-5
2. Aranda, E.; Valladares, M.; Martinez-Villacampa, M.; Benavides, M.; Gomez, A.; Massutti, B.; Marcuello, E.; Constenla, M.; Cámara, J. C.; Carrato, A.; Dueñas, R.; Reboredo, M.; Navarro, M.; Díaz-Rubio, E. Ann. Oncol. 2009, 20, 251. doi:10.1093/annonc/mdn557
3. Noda, K.; Nishiwaki, Y.; Kawahara, M.; Negoro, S.; Sugiura, T.; Yokoyama, A.; Fukuoka, M.; Mori, K.; Watanabe, K.; Tamura, T.; Yamamoto, S.; Saijo, N. N. Engl. J. Med. 2002, 346, 85. doi:10.1056/NEJMoa003034
4. Negoro, S.; Masuda, N.; Takada, Y.; Sugiura, T.; Kudoh, S.; Katakami, N.; Ariyoshi, Y.; Ohashi, Y.; Niitani, H.; Fukuoka, M. B. J. Cancer 2003, 88, 335. doi:10.1038/sj.bjc.6600725
5. Bodurka, D. C.; Levenback, C.; Wolf, J. K.; Gano, J.; Wharton, J. T.; Kavanagh, J. J.; Gershenson, D. M. J. Clin. Oncol. 2003, 21, 291. doi:10.1200/JCO.2003.02.091
6. Chabot, G. G. Clin. Pharmacokinet. 1997, 33, 245. doi:10.2165/00003088-199733040-00001
7. Slatter, J. G.; Su, P.; Sams, J. P.; Schaaf, L. J.; Wienkers, L. C. Drug Metab. Dispos. 1997, 25, 1157.
8. Mathijssen, R. H.; Loos, W. J.; Verweij, J.; Sparreboom, A. Curr. Cancer Drug Targets 2002, 2, 103. doi:10.2174/1568009023333890
9. Smith, N. F.; Figg, W. D.; Sparreboom, A. Toxicol. in Vitro 2006, 20, 163. doi:10.1016/j.tiv.2005.06.045
10. O'Reilly, S.; Rowinsky, E. K. Crit. Rev. Oncol. Hematol. 1996, 24, 47. doi:10.1016/1040-8428(96)00211-9
11. Senter, P. D.; Beam, K. S.; Mixan, B.; Wahl, A. F. Bioconjugate Chem. 2001, 12, 1074. doi:10.1021/bc0155420
12. Guichard, S.; Terret, C.; Hennebelle, I.; Lochon, I.; Chevreau, P.; Frétigny, E.; Selves, J.; Chatelut, E.; Bugat, R.; Canal, P. B. J. Cancer 1999, 80, 364. doi:10.1038/sj.bjc.6690364
13. Charasson, V.; Haaz, M. C.; Robert, J. Drug Metab. Dispos. 2002, 30, 731. doi:10.1124/dmd.30.6.731
14. Horikawa, M.; Kato, Y.; Sugiyama, Y. Pharm. Res. 2002, 19, 1345. doi:10.1023/A:1020358910490
15. Treinen-Moslen, M.; Kanz, M. F. Pharmacol. Ther. 2006, 112, 649. doi:10.1016/j.pharmthera.2006.05.007
16. Zhao, H.; Rubio, B.; Sapra, P.; Wu, D. C.; Reddy, P.; Sai, P.; Martinez, A.; Gao, Y.; Lozanguiez, Y.; Longley, C.; Greenberger, L. M.; Horak, I. D. Bioconjugate Chem. 2008, 19, 849. doi:10.1021/bc700333s
17. Sapra, P.; Zhao, H.; Mehlig, M.; Malaby, J.; Kraft, P.; Longley, C.; Greenberger, L. M.; Horak, I. D. Clin. Cancer Res. 2008, 14, 1888. doi:10.1158/1078-0432.CCR-07-4456
18. Sapra, P.; Kraft, P.; Mehlig, M.; Malaby, J.; Zhao, H.; Greenberger, L. M.; Horak, I. D. Haematologica 2009, 94, 1456. doi:10.3324/haematol.2009.00827619.
19. Patnaik, A.; Goldston, M.; Takimoto, C.; Tolcher, A.; Papadopoulos, K.; Bekaii-Saab, T.; Kleiber, B.; Gamza, F.; Longley, C.; Buchbinder, A. EJC Suppl. 2008, 6, 134. doi:10.1016/S1359-6349(08)72361-9
20. Meyer-Losic, F.; Nicolazzi, C.; Quinonero, J.; Ribes, F.; Michel, M.; Dubois, V.; de Coupade, C.; Boukaissi, M.; Chéné, A. S.; Tranchant, I.; Arranz, V.; Zoubaa, I.; Fruchart, J. S.; Ravel, D.; Kearsey, J. Clin. Cancer Res. 2008, 14, 2145. doi:10.1158/1078-0432.CCR-07-4580
21. Koizumi, F.; Kitagawa, M.; Negishi, T.; Onda, T.; Matsumoto, S.; Hamaguchi, T.; Matsumura, Y. Cancer Res. 2006, 66, 10048. doi:10.1158/0008-5472.CAN-06-1605
22. Matsumura, Y. Adv. Drug Delivery Rev. 2011, 63, 184. doi:10.1016/j.addr.2010.05.008
23. Sadzuka, Y.; Takabe, H.; Sonobe, T. J. Controlled Release 2005, 108, 453. doi:10.1016/j.jconrel.2005.08.023
24. Lei, S.; Chien, P. Y.; Sheikh, S.; Zhang, A.; Ali, S.; Ahmad, I. Anti-Cancer Drugs 2004, 15, 773. doi:10.1097/00001813-200409000-00006
25. Peng, C. L.; Tsai, H. M.; Yang, S. J.; Luo, T. Y.; Lin, C. F.; Lin, W. J.; Shieh, M. J. Nanotechnology 2011, 22, 265608. doi:10.1088/0957-4484/22/26/265608
26. Liu, Z.; Robinson, J. T.; Sun, X. M.; Dai, H. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 10876. doi:10.1021/ja803688x
27. Seo, G. M.; Rachakatla, R. S.; Balivada, S.; Pyle, M.; Shrestha, T. B.; Basel, M. T.; Myers, C.; Wang, H. W.; Tamura, M.; Bossmann, S. H.; Troyer, D. L. Mol. Biol. Rep. 2012, 39, 157. doi:10.1007/s11033-011-0720-7
28. Basel, M. T.; Balivada, S.; Shrestha, T. B.; Seo, G. M.; Pyle, M. M.; Tamura, M.; Bossmann, S. H.; Troyer, D. L. Small 2012, 8, 913. doi:10.1002/smll.201101879
29. Troyer, D.; Bossmann, S. In Nanomedicine and Cancer; Srirajaskanthan, R.; Preedy, V. R., Eds.; Science Publishers: Enfield, USA, 2011.
30. van der Zee, J. Ann. Oncol. 2002, 13, 1173. doi:10.1093/annonc/mdf280
31. Wust, P.; Hildebrandt, B.; Sreenivasa, G.; Rau, B.; Gellermann, J.; Riess, H.; Felix, R.; Schlag, P. M. Lancet Oncol. 2002, 3, 487. doi:10.1016/S1470-2045(02)00818-5
32. Gordon, R. T.; Hines, J. R.; Gordon, D. Med. Hypotheses 1979, 5, 83. doi:10.1016/0306-9877(79)90063-X
33. Jordan, A.; Wust, P.; Fahling, H.; John, W.; Hinz, A.; Felix, R. Int. J. Hyperthermia 1993, 9, 51. doi:10.3109/02656739309061478
34. Jordan, A.; Wust, P.; Fahling, H.; John, W.; Hinz, A.; Felix, R. Int. J. Hyperthermia 2009, 25, 499. doi:10.3109/02656730903287790
35. Balivada, S.; Rachakatla, R. S.; Wang, H. W.; Samarakoon, T. N.; Dani, R. K.; Pyle, M.; Kroh, F. O.; Walker, B.; Leaym, X.; Koper, O. B.; Tamura, M.; Chikan, V.; Bossmann, S. H.; Troyer, D. L. BMC Cancer 2010, 10, 119. doi:10.1186/1471-2407-10-119
36. Rachakatla, R. S.; Balivada, S.; Seo, G. M.; Myers, C. B.; Wang, H. W.; Samarakoon, T. N.; Dani, R.; Pyle, M.; Kroh, F. O.; Walker, B.; Leaym, X. X.; Koper, O. B.; Chikan, V.; Bossmann, S. H.; Tamura, M.; Troyer, D. L. ACS Nano 2010, 4, 7093. doi:10.1021/nn100870z
37. Basel, M. T.; Balivada, S.; Wang, H.; Shrestha, T. B.; Seo, G. M.; Pyle, M.; Abayaweere, G.; Dani, R.; Koper, O. B.; Tamura, M.; Chikan, V.; Bossmann, S. H.; Troyer, D. L. Int. J. Nanomed. 2012, 7, 297. doi:10.2147/IJN.S28344
38. Lacroix, L. M.; Huls, N. F.; Ho, D.; Sun, X. L.; Cheng, K.; Sun, S. H. Nano Lett. 2011, 11, 1641. doi:10.1021/nl200110t
39. Rajh, T.; Chen, L. X.; Lukas, K.; Liu, T.; Thurnauer, M. C.; Tiede, M. D. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 10543. doi:10.1021/jp021235v40.
40. Rajh, T.; Saponjic, Z.; Liu, J.; Dimitrijevic, N. M.; Scherer, N. F.; Vega-Arroyo, M.; Zapol, P.; Curtiss, L. A.; Thurnauer, M. C. Nano Lett. 2004, 4, 1017. doi:10.1021/nl049684p
41. Xu, C. J.; Xu, K. M.; Gu, H. W.; Zheng, R. K.; Liu, H.; Zhang, X. X.; Guo, Z. H.; Xu, B. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 9938. doi:10.1021/ja0464802
42. Gu, H. W.; Yang, Z. M.; Gao, J. H.; Chang, C. K.; Xu, B. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 34. doi:10.1021/ja045220h
43. Gu, H. W.; Xu, K. M.; Yang, Z. M.; Chang, C. K.; Xu, B. Chem. Commun. 2005, 4270. doi:10.1039/b507779f
44. Wang, L.; Yang, Z. M.; Gao, J. H.; Xu, K. M.; Gu, H. W.; Zhang, B.; Zhang, X. X.; Xu, B. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 13358. doi:10.1021/ja0651355
45. Xie, J.; Zhang, F.; Aronova, M.; Zhu, L.; Lin, X.; Quan, Q.; Liu, G.; Zhang, G. F.; Choi, K.; Kim, K.; Sun, X.; Lee, S.; Sun, S. H.; Leapman, R.; Chen, X. Y. ACS Nano 2011, 5, 3043. doi:10.1021/nn200161v
46. Rollino, C.; Borsa, S.; Bellone, G.; Piccoli, G.; Emanuelli, G. J. Immunol. Methods 1995, 185, 141. doi:10.1016/0022-1759(95)00171-6
47. Berker, K. I.; Guclu, K.; Demirata, B.; Apak, R. Anal. Methods 2010, 2, 1770. doi:10.1039/c0ay00245c
48. Laurent, S.; Forge, D.; Port, M.; Roch, A.; Robic, C.; Elst, L. V.; Muller, R. N. Chem. Rev. 2008, 108, 2064. doi:10.1021/cr068445e
49. Chung, H. J.; Lee, H.; Bae, K. H.; Lee, Y.; Park, J.; Cho, S. W.; Hwang, J. Y.; Park, H.; Langer, R.; Anderson, D.; Park, T. G. ACS Nano 2011, 5, 4329. doi:10.1021/nn201198f
50. Sun, Y. P.; Li, X. Q.; Cao, J. S.; Zhang, W. X.; Wang, H. P. Adv. Colloid Interface Sci. 2006, 120, 47. doi:10.1016/j.cis.2006.03.001
51. Zeta Potential Using Laser Doppler Electrophoresis - Malvern.com. http://www.malvern.com/LabEng/technology/zeta_potential/zeta_potent ial_LDE.htm (accessed Jan 20, 2012).
52. Huber, D. L. Small 2005, 1, 482. doi:10.1002/smll.200500006
53. Prussian Blue Staining Protocol for Iron. http://www.ihcworld.com/_protocols/special_stains/prussian_blue.htm (accessed Nov 10, 2011).
54. Somaskandan, K.; Veres, T.; Niewczas, M.; Simard, B. New J. Chem. 2008, 32, 201. doi:10.1039/b711870h