Nanoparticle-protein corona complexes govern the biological fates and functions of nanoparticles

Journal of Materials Chemistry B

Volumn 2, Issue 15, 2014, Pages 2060-2083

  Gunawan, Cindy ^a   Lim, May ^a   Marquis, Christopher P ^a   Amal, Rose ^a  

^a UNIVERSITY OF NEW SOUTH WALES   (Australia)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOLOGICAL EFFECTS; BIOLOGICAL RESPONSE; BIOLOGICALLY ACTIVE PROTEINS; BIOMEDICAL APPLICATIONS; INFLAMMATORY RESPONSE; PHYSICOCHEMICAL CHARACTERISTICS; PHYSIOLOGICAL RESPONSE; VACCINE DEVELOPMENT;

BIOACTIVITY; CELL ENGINEERING; CYTOTOXICITY; MEDICAL APPLICATIONS; PROTEINS;

NANOPARTICLES;

EID: 84897903248     PISSN: 20507518     EISSN: 2050750X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c3tb21526a     Document Type: Article

References (130)

1. I. Lynch K. A. Dawson Nano Today 2008 3 40 47
2. T. Cedervall I. Lynch M. Foy T. Berggård S. C. Donnelly G. Cagney S. Linse K. A. Dawson Angew. Chem., Int. Ed. 2007 46 5754 5756
3. M. Lundqvist J. Stigler G. Elia I. Lynch T. Cedervall K. A. Dawson Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008 105 14265 14270
4. S. Milani F. Baldelli Bombelli A. S. Pitek K. A. Dawson J. Rädler ACS Nano 2012 6 2532 2541
5. E. Casals T. Pfaller A. Duschl G. J. Oostingh V. Puntes ACS Nano 2010 4 3623 3632
6. K. Hamad-Schifferli Nanomedicine 2013 8 1 3
7. T. Blunk D. F. Hochstrasser J.-C. Sanchez B. W. Müller R. H. Müller Electrophoresis 1993 14 1382 1387
8. M. E. Price R. M. Cornelius J. L. Brash Biochim. Biophys. Acta, Biomembr. 2001 1512 191 205
9. G. Maiorano S. Sabella B. Sorce V. Brunetti M. A. Malvindi R. Cingolani P. P. Pompa ACS Nano 2010 12 7481 7491
10. S. Tenzer D. Docter S. Rosfa A. Wlodarski J. Kuharev A. Rekik S. K. Knauer C. Bantz T. Nawroth C. Bier J. Sirirattanapan W. Mann L. Treuel R. Zellner M. Maskos H. Schild R. H. Stauber ACS Nano 2011 5 7155 7167
11. C. Sacchetti K. Motamedchaboki A. Magrini G. Palmieri M. Mattei S. Bernardini N. Rosato N. Bottini M. Bottini ACS Nano 2013 7 1974 1989
12. M. Lundqvist J. Stigler T. Cedervall T. Berggård M. B. Flanagan I. Lynch G. Elia K. Dawson ACS Nano 2011 5 7503 7509
13. D. Dell'Orco M. Lundqvist C. Oslakovic T. Cedervall S. Linse PLoS One 2010 5 e10949
14. A. E. Nel L. Mädler D. Velegol T. Xia E. M. V. Hoek P. Somasundaran F. Klaessig V. Castranova M. Thompson Nat. Mater. 2009 8 543 557
15. T. M. Göppert R. H. Müller Int. J. Pharm. 2005 302 172 186
16. L. Vroman Nature 1962 196 476 477
17. H. Zhang K. E. Burnum M. L. Luna B. O. Petritis J.-S. Kim W.-J. Qian R. J. Moore A. Heredia-Langner B.-J. M. Webb-Robertson B. D. Thrall D. G. Camp II R. D. Smith J. G. Pounds T. Liu Proteomics 2011 11 4569 4577
18. S. A. Ferreira C. Oslakovic R. Cukalevski B. Frohm B. Dahlbäck S. Linse F. M. Gama T. Cedervall Biochim. Biophys. Acta, Gen. Subj. 2012 1820 1043 1051
19. K. Nakanishi T. Sakiyama K. Imamura J. Biosci. Bioeng. 2001 91 233 244
20. R. Podila R. Chen P. C. Ke J. M. Brown A. M. Rao Appl. Phys. Lett. 2012 101 263701
21. M. Safi J. Courtois M. Seigneuret H. Conjeaud J.-F. Berret Biomaterials 2011 32 9353 9363
22. M. Jansch P. Stumpf C. Graf E. Rühl R. H. Müller Int. J. Pharm. 2012 428 125 133
23. S. Harnisch R. H. Müller Eur. J. Pharm. Biopharm. 2000 49 41 46
24. G. Caracciolo D. Pozzi A. L. Capriotti C. Cavaliere A. Laganà J. Nanopart. Res. 2013 15 1498 1508
25. E. Casals T. Pfaller A. Duschl G. J. Oostingh V. F. Puntes Small 2011 7 3479 3486
26. D. Dutta S. K. Sundaram J. G. Teeguarden B. J. Riley L. S. Fifield J. M. Jacobs S. R. Addleman G. A. Kaysen B. M. Moudgil T. J. Weber Toxicol. Sci. 2007 100 303 315
27. A. Verma F. Stellacci Small 2010 6 12 21
28. M. Mahmoudi I. Lynch M. R. Ejtehadi M. P. Monopoli F. B. Bombelli S. Laurent Chem. Rev. 2011 111 5610 5637
29. C. D. Walkey J. B. Olsen H. Guo A. Emili W. C. W. Chan J. Am. Chem. Soc. 2012 134 2139 2147
30. L. D. Unsworth H. Sheardown J. L. Brash Langmuir 2005 21 1036 1041
31. L. D. Unsworth H. Sheardown J. L. Brash Langmuir 2008 24 1924 1929
32. Z. W. Lai Y. Yan F. Caruso E. C. Nice ACS Nano 2012 6 10438 10448
33. C. Ge J. Du L. Zhao L. Wang Y. Liu D. Li Y. Yang R. Zhou Y. Zhao Z. Chai C. Chen Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011 108 16968 16973
34. M. Roser D. Fischer T. Kissel Eur. J. Pharm. Biopharm. 1998 46 255 263
35. D. E. Owens III N. A. Peppas Int. J. Pharm. 2006 307 93 102
36. M. Malmsten J. Colloid Interface Sci. 1994 168 247 254
37. A. Gessner A. Lieske B. R. Paulke R. H. Müller Eur. J. Pharm. Biopharm. 2002 54 165 170
38. A. L. Capriotti G. Caracciolo C. Cavaliere P. Foglia D. Pozzi R. Samperi A. Laganà J. Proteomics 2012 75 1924 1932
39. Z. J. Deng M. Liang I. Toth M. Monteiro R. F. Minchin Nanotoxicology 2013 7 314 322
40. D. Hühn K. Kantner C. Geidel S. Brandholt I. D. Cock S. J. H. Soenen P. R. Gil J.-M. Montenegro K. Braeckmans K. Müllen G. U. Nienhaus M. Klapper W. J. Parak ACS Nano 2013 7 3253 3263
41. P. Aggarwal J. B. Hall C. B. McLeland M. A. Dobrovolskaia S. E. McNeil Adv. Drug Delivery Rev. 2009 61 428 437
42. J. Kreuter D. Shamenkov V. Petrov P. Ramge K. Cychutek C. Koch-Brandt R. Alyautdin J. Drug Targeting 2002 10 317 325
43. M. P. Monopoli D. Walczyk A. Campbell G. Elia I. Lynch F. B. Bombelli K. A. Dawson J. Am. Chem. Soc. 2011 133 2525 2534
44. S. Fertsch-Gapp M. Semmler-Behnke A. Wenk W. G. Kreyling Inhalation Toxicol. 2011 23 468 475
45. A. E. Engberg J. P. Rosengren-Holmberg H. Chen B. Nilsson J. D. Lambris I. A. Nicholls K. N. Ekdahl J. Biomed. Mater. Res., Part A 2011 97 74 84
46. R. H. Garrett and C. M. Grisham, in Biochemistry, Saunders College Publishing, Orlando, Florida, 1995
47. M. Mahmoudi V. Serpooshan J. Phys. Chem. C 2011 115 18275 18283
48. A. Dolatshahi-Pirouz K. Rechendorff M. B. Hovgaard M. Foss J. Chevallier F. Besenbacher Colloids Surf., B 2008 66 53 59
49. P. Roach D. Farrar C. C. Perry J. Am. Chem. Soc. 2006 128 3939 3945
50. R. G. Reed R. C. Feldhoff O. L. Clute T. Peters Jr Biochemistry 1975 14 4578 4583
51. S. Gópez J. Juárez M. Alatorre-Meda E. Casals V. F. Puntes P. Taboada V. Mosquera Langmuir 2012 28 9113 9126
52. M. Lundqvist I. Sethson B.-H. Jonsson Langmuir 2004 20 10639 10647
53. J. E. Gagner M. D. Lopez J. S. Dordick R. W. Siegel Biomaterials 2011 32 7241 7252
54. B. Muthusamy G. Hanumanthu S. Suresh B. Rekha D. Srinivas L. Karthick B. M. Vrushabendra S. Sharma G. Mishra P. Chatterjee K. S. Mangala H. N. Shivashankar K. N. Chandrika N. Deshpande M. Suresh N. Kannabiran V. Niranjan A. Nalli T. S. K. Prasad K. S. Arun R. Reddy S. Chandran T. Jadhav D. Julie M. Mahesh S. L. John K. Palvankar D. Sudhir P. Bala N. S. Rashmi G. Vishnupriya K. Dhar S. Reshma R. Chaerkady T. K. B. Gandhi H. C. Harsha S. S. Mohan K. S. Deshpande M. Sarker A. Pandey Proteomics 2005 5 3531 3536
55. H. T. R. Wiogo M. Lim V. Bulmus J. Yun R. Amal Langmuir 2011 27 843 850
56. A. Lesniak F. Fenaroli M. P. Monopoli C. Åberg K. A. Dawson A. Salvati ACS Nano 2012 6 5845 5857
57. S. M. Moghimi H. M. Patel Adv. Drug Delivery Rev. 1998 32 45 60
58. M. S. Lord M. S. Jung W. Y. Teoh C. Gunawan J. A. Vassie R. Amal J. M. Whitelock Biomaterials 2012 33 7915 7924
59. S. R. S. Ting J. M. Whitelock R. Tomic C. Gunawan W. Y. Teoh R. Amal M. S. Lord Biomaterials 2013 34 4377 4386
60. M. S. Lord B. Tsoi C. Gunawan W. Y. Teoh R. Amal J. M. Whitelock Biomaterials 2013 34 8808 8818
61. W. Liu J. Rose S. Plantevin M. Auffan J.-Y. Bottero C. Vidaud Nanoscale 2013 5 1658 1668
62. M. Mahmoudi M. P. Monopoli M. Rezaei I. Lynch F. Bertoli J. J. McManus K. A. Dawson ChemBioChem 2013 14 568 572
63. M. van Lookeren Campagne C. Wiesmann E. J. Brown Cell. Microbiol. 2007 9 2095 2102
64. V. C. F. Mosqueira P. Legrand A. Gulik O. Bourdon R. Gref D. Labarre G. Barratt Biomaterials 2001 22 2967 2979
65. A. Lesniak A. Campbell M. P. Monopoli I. Lynch A. Salvati K. A. Dawson Biomaterials 2010 31 9511 9518
66. R. D. Soltis D. Hasz M. J. Morris I. D. Wilson Immunology 1979 36 37 45
67. S. T. Reddy A. J. van der Vlies E. Simeoni V. Angeli G. J. Randolph C. P. O'Neil L. K. Lee M. A. Swartz J. A. Hubbell Nat. Biotechnol. 2007 25 1159 1164
68. M. C. Carroll Nat. Immunol. 2004 5 981 986
69. K. Prapainop D. P. Witter P. Wentworth, Jr J. Am. Chem. Soc. 2012 134 4100 4103
70. H. Saito S. Lund-Katz M. C. Phillips Prog. Lipid Res. 2004 43 350 380
71. T. Berggard G. Arrigoni O. Olsson M. Fex S. Linse P. James J. Proteome Res. 2006 5 669 687
72. J. Kreuter T. Hekmatara S. Dreis T. Vogel S. Gelperina K. Langer J. Controlled Release 2007 118 54 58
73. S. Wagner A. Zensi S. L. Wien S. E. Tschickardt W. Maier T. Vogel F. Worek C. U. Pietrzik J. Kreuter H. von Briesen PLoS One 2012 7 e32568
74. J. E. Vance H. Hayashi Biochim. Biophys. Acta, Mol. Cell Biol. Lipids 2010 1801 806 818
75. S. Wohlfart S. Gelperina J. Kreuter J. Controlled Release 2012 161 264 273
76. A. Zensi D. Begley C. Pontikis C. Legros L. Mihoreanu S. Wagner C. Büchel H. von Briesen J. Kreuter J. Controlled Release 2009 137 78 86
77. F. Re I. Cambianica S. Sesana E. Salvati A. Cagnotto M. Salmona P.-O. Couraud S. M. Moghimi M. Masserini G. Sancini J. Biotechnol. 2011 156 341 346
78. M. Gobbi F. Re M. Canovi M. Beeg M. Gregori S. Sesana S. Sonnino D. Brogioli C. Musicanti P. Gasco M. Salmona M. Masserini Biomaterials 2010 31 6519 6529
79. B. Jeynes J. Provias J. Neurosci. Res. 2011 89 22 28
80. A. Minn, R. D. S. El-Bachá, C. Bayol-Denizot, P. Lagrange and F. G. Suleman, in The Blood-Brain Barrier and Drug Delivery to the CNS, ed., D. J. Begley, M. W. Bradbury, and, J. Kreuter, Marcel Dekker, New York, 2000, pp. 145-170
81. P. Wentworth Jr J. Nieva C. Takeuchi R. Galve A. D. Wentworth R. B. Dilley G. A. DeLaria A. Saven B. M. Babior K. D. Janda A. Eschenmoser R. A. Lerner Science 2003 302 1053 1056
82. V. D. Maximov V. V. Reukov J. N. Barry C. Cochrane A. A. Vertegel Nanotechnology 2010 21 265103 265111
83. T. Joy R. A. Hegele Nat. Rev. Drug Discovery 2008 7 143 155
84. C. S. Thaxton W. L. Daniel D. A. Giljohann A. D. Thomas C. A. Mirkin J. Am. Chem. Soc. 2009 131 1384 1385
85. Z. J. Deng M. Liang M. Monteiro I. Toth R. F. Minchin Nat. Nanotechnol. 2011 6 39 44
86. C. E. Hall H. S. Slayter J. Biophys. Biochem. Cytol. 1959 5 11 16
87. Z. J. Deng M. Liang I. Toth M. J. Monteiro R. F. Minchin ACS Nano 2012 6 8962 8969
88. V. K. Lishko B. Kudryk V. P. Yakubenko V. C. Yee T. P. Ugarova Biochemistry 2002 41 12942 12951
89. B. Zybailov A. L. Mosley M. E. Sardiu M. K. Coleman L. Florens M. P. Washburn J. Proteome Res. 2006 5 2339 2347
90. G. Gaucher K. Asahina J. Wang J.-C. Leroux Biomacromolecules 2009 10 408 416
91. R. Jefferis D. S. Kumararatne Clin. Exp. Immunol. 1990 81 357 367
92. T. Vikerfors M. Grandien M. Johansson C.-A. Pettersson J. Clin. Microbiol. 1988 26 808 811
93. L. F. Fries and M. M. Frank, in The Molecular Basis of Blood Diseases, ed., G. Stamatoyannopoulos, A. W. Nienhuis, P. Leder, and, P. W. Majerus, Saunders, Philadelphia, 1987, pp. 450-485
94. D. Safari M. Marradi F. Chiodo H. A. T. Dekker Y. Shan R. Adamo S. Oscarson G. T. Rijkers M. Lahmann J. P. Kamerling S. Penadés H. Snippe Nanomedicine 2012 7 651 662
95. T. Tagami Y. Uehara N. Moriyoshi T. Ishida H. Kiwada J. Controlled Release 2011 151 149 154
96. T. Ishihara M. Takeda H. Sakamoto A. Kimoto C. Kobayashi N. Takasaki K. Yuki K. Tanaka M. Takenaga R. Igarashi T. Maeda N. Yamakawa Y. Okamoto M. Otsuka T. Ishida H. Kiwada Y. Mizushima T. Mizushima Pharm. Res. 2009 26 2270 2279
97. Y. Zhao C. Wang L. Wang Q. Yang W. Tang Z. She Y. Deng Eur. J. Pharm. Biopharm. 2012 81 506 513
98. T. Ishida M. Harada X. Y. Wang M. Ichihara K. Irimura H. Kiwada J. Controlled Release 2005 105 305 317
99. J. Z. Christien Oussoren D. J. A. Crommelin G. Storm J. Liposome Res. 1997 7 85 99
100. S. Fagarasan T. Honjo Nat. Rev. Immunol. 2003 3 63 72
101. S. Sharma H. A. E. Benson T. K. S. Mukkur P. Rigby Y. Chen J. Microencapsulation 2013 30 283 294
102. S. Sharma T. K. Mukkur H. A. Benson Y. Chen J. Pharm. Sci. 2009 98 812 843
103. N. J. Mantis M. C. Cheung K. R. Chintalacharuvu J. Rey B. Corthesy M. R. Neutra J. Immunol. 2002 169 1844 1851
104. J. Mestecky, R. S. Blumberg, H. Kiyono and J. R. Mcghee, in Fundamental Immunology, ed., W. E. Paul, Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia, 5th edn, 2003, pp. 965-1020
105. H. L. Spiegelberg Immunol. Rev. 1977 37 3 24
106. T. A. Waldmann N. Engl. J. Med. 1969 281 1170 1177
107. C. Cabaleiro-Lago F. Quinlan-Pluck I. Lynch S. Linman A. M. Minogue E. Thulin D. M. Walsh K. A. Dawson S. Linse J. Am. Chem. Soc. 2008 130 15437 15443
108. V. J. McParland A. P. Kalverda S. W. Homans S. E. Radford Nat. Struct. Biol. 2002 9 326 331
109. B. D. Teplow Amyloid 1998 5 121 142
110. S. Linse C. Cabaleiro-Lago W.-F. Xue I. Lynch S. Lindman E. Thulin S. E. Radford K. A. Dawson Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007 104 8691 8696
111. S. Nagayama K.-i. Ogawara Y. Fukuoka K. Higaki T. Kimura Int. J. Pharm. 2007 342 215 221
112. X.-R. Xia N. A. Monteiro-Riviere J. E. Riviere Nat. Nanotechnol. 2010 5 671 675
113. X. R. Xia N. A. Monteiro-Riviere S. Mathur X. Song L. Xiao S. J. Oldenberg B. Fadeel J. E. Riviere ACS Nano 2011 5 9074 9081
114. H. Johnston D. Brown A. Kermanizadeh E. Gubbins V. Stone J. Controlled Release 2012 164 307 313
115. A. A. Ashkarran M. Ghavami H. Aghaverdi P. Stroeve M. Mahmoudi Chem. Res. Toxicol. 2012 25 1231 1242
116. R. Podila J. M. Brown J. Biochem. Mol. Toxicol. 2013 27 50 55
117. K. Ogawara K. Furumoto S. Nagayama K. Minato K. Higaki T. Kai T. Kimura J. Controlled Release 2004 100 451 455
118. M. T. Peracchia S. Harnisch H. Pinto-Alphandary A. Gulik J. C. Dedieu D. Desmaele J. d'Angelo R. H. Muller P. Couvreur Biomaterials 1999 20 1269 1275
119. R. Tedja M. Lim R. Amal C. Marquis ACS Nano 2012 6 4083 4093
120. C. Gunawan W. Y. Teoh C. P. Marquis R. Amal ACS Nano 2011 5 7214 7225
121. C. Gunawan W. Y. Teoh C. P. Marquis R. Amal Small 2013 9 3554 3560
122. T. Xia M. Kovochich M. Liong L. Mädler B. Gilbert H. Shi J. I. Yeh J. I. Zink A. E. Nel ACS Nano 2008 2 2121 2134
123. F. Benetti M. Fedel L. Minati G. Speranza C. Migliaresi J. Nanopart. Res. 2013 15 1694 1702
124. M. Schäffler M. Semmler-Behnke H. Sarioglu S. Takenaka A. Wenk C. Schleh S. M. Hauck B. D. Johnston W. G. Kreyling Nanotechnology 2013 24 265103 265111
125. G. Orts-Gil K. Natte R. Thiermann M. Girod S. Rades H. Kalbe A. F. Thünemann M. Maskos W. Österle Colloids Surf., B 2013 108 110 119
126. N. P. Mortensen G. B. Hurst W. Wang C. M. Foster P. D. Nallathamby S. T. Retterer Nanoscale 2013 5 6372 6380
127. R. Tedja A. H. Soeriyadi M. R. Whittaker M. Lim C. Marquis C. Boyer T. P. Davis R. Amal Polym. Chem. 2012 3 2743 2751
128. J. Kreuter R. N. Alyautdin D. A. Kharkevich A. A. Ivanov Brain Res. 1995 674 171 174
129. S. Nagayama K. Ogawara K. Minato Y. Fukuoka Y. Takakura M. Hashida K. Higaki T. Kimura Int. J. Pharm. 2007 329 192 198
130. H. Hackstein A. W. Thomson Nat. Rev. Immunol. 2004 4 24 35