Near-infrared dye loaded polymeric nanoparticles for cancer imaging and therapy and cellular response after laser-induced heating

Beilstein Journal of Nanotechnology

Volumn 5, Issue 1, 2014, Pages 313-322

  Lei, Tingjun ^a,b   Fernandez Fernandez, Alicia ^a,c   Manchanda, Romila ^a,d   Huang, Yen Chih ^a   McGoron, Anthony J ^a  

^a FLORIDA INTERNATIONAL UNIVERSITY   (United States)

^b Cirle   (United States)

^c NOVA SOUTHEASTERN UNIVERSITY   (United States)

^d GALGOTIAS UNIVERSITY   (India)

Author keywords

Hypoxia inducible factor 1; IR820; Nanoparticle; Poly(glycerol malate co dodecanedioate) (PGMD); Vascular endothelial growth factor

Indexed keywords

BIOCOMPATIBILITY; BIOLOGICAL MATERIALS; CHEMOTHERAPY; ENDOTHELIAL CELLS; GLYCEROL; INFRARED DEVICES; MEDICAL IMAGING; NANOPARTICLES; ONCOLOGY; PHYSIOLOGY;

HYPOXIA-INDUCIBLE FACTOR 1; IR820; LASER-INDUCED HEATING; POLY(GLYCEROL MALATE CO-DODECANEDIOATE) (PGMD); POLYMERIC NANOPARTICLES; POTENTIAL PROBLEMS; REACTIVE OXYGEN SPECIES; VASCULAR ENDOTHELIAL GROWTH FACTOR;

CELL ENGINEERING;

EID: 84898802964     PISSN: None     EISSN: 21904286     Source Type: Journal    
DOI: 10.3762/bjnano.5.35     Document Type: Article

References (43)

1. Panyam, J.; Labhasetwar, V. Adv. Drug Delivery Rev. 2003, 55, 329-347. doi:10.1016/S0169-409X(02)00228-4.
2. Moghimi, S. M.; Hunter, A. C.; Murray, J. C. Pharmacol. Rev. 2001, 53, 283-318.
3. Lei, T. J.; Srinivasan, S.; Tang, Y.; Manchanda, R.; Nagesetti, A.; Fernandez-Fernandez, A.; McGoron, A. J. Nanomed. Nanotechnol. 2011, 7, 324-332. doi:10.1016/j.nano.2010.11.004.
4. Maeda, H. Adv. Enzyme Regul. 2001, 41, 189-207. doi:10.1016/S0065-2571(00)00013-3.
5. Lei, T. Multifunctional nanoparticles in cancer: In vitro characterization, in vivo distribution, and cellular response after laser-NIR dye-induced heating. ProQuest ETD Collection for FIU. 2013, Paper AAI3567295. http://digitalcommons.fiu.edu/dissertations/AAI3567295.
6. Simpson, C. R.; Kohl, M.; Essenpreis, M.; Cope, M. Phys. Med. Biol. 1998, 43, 2465-2478. doi:10.1088/0031-9155/43/9/003.
7. Weissleder, R.; Tung, C.-H.; Mahmood, U.; Bogdanov, A., Jr. Nat. Biotechnol. 1999, 17, 375-378. doi:10.1038/7933.
8. Fernandez-Fernandez, A.; Manchanda, R.; Carvajal, D. A.; Lei, T.; McGoron, A. J. Covalent IR820-PEG diamine conjugates: characterization and in vivo biodistribution. In Reporters, Markers, Dyes, Nanoparticles, and Molecular Probes for Biomedical Applications V, Achilefu, S.; Raghavachari, R., Eds.; SPIE: Bellingham, WA, USA, 2013; pp 859605 ff. doi:10.1117/12.2004869.
9. Fernandez-Fernandez, A.; Manchanda, R.; Lei, T.; Carvajal, D. A.; Tang, Y.; Kazmi, S. Z.; McGoron, A. J. Mol. Imaging 2012, 11, 99-113.
10. Moon, E. J.; Sonveaux, P.; Porporato, P. E.; Danhier, P.; Gallez, B.; Batinic-Haberle, I.; Nien, Y. C.; Schroeder, T.; Dewhirst, M. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010, 107, 20477-20482. doi:10.1073/pnas.1006646107.
11. Du, F.; Zhu, L.; Qian, Z.-M.; Wu, X.-M.; Yung, W.-H.; Ke, Y. Biochim. Biophys. Acta, Mol. Basis Dis. 2010, 1802, 1048-1053. doi:10.1016/j.bbadis.2010.06.013.
12. Yokoi, K.; Fidler, I. J. Clin. Cancer Res. 2004, 10, 2299-2306. doi:10.1158/1078-0432.CCR-03-0488.
13. Kilic, M.; Kasperczyk, H.; Fulda, S.; Debatin, K.-M. Oncogene 2007, 26, 2027-2038. doi:10.1038/sj.onc.1210008.
14. Dong, Z.; Wang, J. Z.; Yu, F.; Venkatachalam, M. A. A. J. Pathol. 2003, 163, 663-671. doi:10.1016/S0002-9440(10)63693-0.
15. Ferrara, N.; Davis-Smyth, T. Endocr. Rev. 1997, 18, 4-25. doi:10.1210/edrv.18.1.0287.
16. Carmeliet, P.; Dor, Y.; Herbert, J.-M.; Fukumura, D.; Brusselmans, K.; Dewerchin, M.; Neeman, M.; Bono, F.; Abramovitch, R.; Maxwell, P.; Koch, C. J.; Ratcliffe, P.; Moons, L.; Jain, R. K.; Collen, D.; Keshet, E. Nature 1998, 394, 485-490. doi:10.1038/28867.
17. Forsythe, J. A.; Jiang, B. H.; Iyer, N. V.; Agani, F.; Leung, S. W.; Koos, R. D.; Semenza, G. L. Mol. Cell. Biol. 1996, 16, 4604-4613.
18. Goyal, P.; Weissmann, N.; Grimminger, F.; Hegel, C.; Bader, L.; Rose, F.; Fink, L.; Ghofrani, H. A.; Schermuly, R. T.; Schmidt, H. H. H. W.; Seeger, W.; Hänze, J. Free Radical Biol. Med. 2004, 36, 1279-1288. doi:10.1016/j.freeradbiomed.2004.02.071.
19. Chandel, N. S.; McClintock, D. S.; Feliciano, C. E.; Wood, T. M.; Melendez, J. A.; Rodriguez, A. M.; Schumacker, P. T. J. Biol. Chem. 2000, 275, 25130-25138. doi:10.1074/jbc.M001914200.
20. Nishizawa, J.; Nakai, A.; Matsuda, K.; Komeda, M.; Ban, T.; Nagata, K. Circulation 1999, 99, 934-941. doi:10.1161/01.CIR.99.7.934.
21. Li, G. C.; Mivechi, N. F.; Weitzel, G. Int. J. Hyperthermia 1995, 11, 459-488. doi:10.3109/02656739509022483.
22. Hildebrandt, B.; Wust, P.; Ahlers, O.; Dieing, A.; Sreenivasa, G.; Kerner, T.; Felix, R.; Riess, H. Crit. Rev. Oncol. Hematol. 2002, 43, 33-56. doi:10.1016/S1040-8428(01)00179-2.
23. Tang, Y.; McGoron, A. J. J. Photochem. Photobiol., B: Biol. 2009, 97, 138-144. doi:10.1016/j.jphotobiol.2009.09.001.
24. Lei, T.; Manchanda, R.; Huang, Y.-C.; Fernandez-Fernandez, A.; Bunetska, K.; Milera, A.; Sarmiento, A.; McGoron, A. J. Near-infrared imaging loaded polymeric nanoparticles: in vitro and in vivo studies. In Reporters, Markers, Dyes, Nanoparticles, and Molecular Probes for Biomedical Applications V, Achilefu, S.; Raghavachari, R., Eds.; SPIE: Bellingham, WA, USA, 2013; pp 859607 ff. doi:10.1117/12.2005563.
25. Kaplowitz, N.; Kuhlenkamp, J.; Clifton, G. Exp. Biol. Med. 1975, 149, 234-237. doi:10.3181/00379727-149-38779.
26. Sapareto, S. A.; Dewey, W. C. Int. J. Radiat. Oncol., Biol., Phys. 1984, 10, 787-800. doi:10.1016/0360-3016(84)90379-1.
27. Tang, Y.; McGoron, A. J. Int. J. Hyperthermia 2013, 29, 145-155. doi:10.3109/02656736.2012.760757.
28. Padilla De Jesús, O. L.; Ihre, H. R.; Gagne, L.; Fréchet, J. M. J.; Szoka, F. C., Jr. Bioconjugate Chem. 2002, 13, 453-461. doi:10.1021/bc010103m.
29. Li, S.-D.; Huang, L. Mol. Pharmaceutics 2008, 5, 496-504. doi:10.1021/mp800049w.
30. Moghimi, S. M.; Hunter, A. C.; Andresen, T. L. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2012, 52, 481-503. doi:10.1146/annurev-pharmtox-010611-134623.
31. Dewhirst, M. W.; Viglianti, B. L.; Lora-Michiels, M.; Hanson, M.; Hoopes, P. J. Int. J. Hyperthermia 2003, 19, 267-294. doi:10.1080/0265673031000119006.
32. Madamanchi, N. R.; Li, S.; Patterson, C.; Runge, M. S. Arterioscler., Thromb., Vasc. Biol. 2001, 21, 321-326. doi:10.1161/01.ATV.21.3.321.
33. Mansfield, K. D.; Guzy, R. D.; Pan, Y.; Young, R. M.; Cash, T. P.; Schumacker, P. T.; Simon, M. C. Cell Metab. 2005, 1, 393-399. doi:10.1016/j.cmet.2005.05.003.
34. Semenza, G. L. Nat. Rev. Cancer 2003, 3, 721-732. doi:10.1038/nrc1187.
35. Nevaldine, B.; Longo, J. A.; Hahn, P. J. Int. J. Hyperthermia 1994, 10, 381-388. doi:10.3109/02656739409010282.
36. Jain, R. K. Cancer Res. 1988, 48, 2641-2658.
37. Sullivan, R.; Paré, G. C.; Frederiksen, L. J.; Semenza, G. L.; Graham, C. H. Mol. Cancer Ther. 2008, 7, 1961-1973. doi:10.1158/1535-7163.MCT-08-0198.
38. Wartenberg, M.; Gronczynska, S.; Bekhite, M. M.; Saric, T.; Niedermeier, W.; Hescheler, J.; Sauer, H. Int. J. Cancer 2005, 113, 229-240. doi:10.1002/ijc.20596.
39. Harada, H.; Kizaka-Kondoh, S.; Li, G.; Itasaka, S.; Shibuya, K.; Inoue, M.; Hiraoka, M. Oncogene 2007, 26, 7508-7516. doi:10.1038/sj.onc.1210556.
40. Brown, L. M.; Cowen, R. L.; Debray, C.; Eustace, A.; Erler, J. T.; Sheppard, F. C. D.; Parker, C. A.; Stratford, I. J.; Williams, K. J. Mol. Pharmacol. 2006, 69, 411-418. doi:10.1124/mol.105.015743.
41. Song, X.; Liu, X.; Chi, W.; Liu, Y.; Wei, L.; Wang, X.; Yu, J. Cancer Chemother. Pharmacol. 2006, 58, 776-784. doi:10.1007/s00280-006-0224-7.
42. Tang, Y.; Lei, T. J.; Manchanda, R.; Nagesetti, A.; Fernandez-Fernandez, A.; Srinivasan, S.; McGoron, A. J. Pharm. Res. 2010, 27, 2242-2253. doi:10.1007/s11095-010-0231-6.
43. Rajagopalan, R.; Uetrecht, P.; Bugaj, J. E.; Achilefu, S. A.; Dorshow, R. B. Photochem. Photobiol. 2000, 71, 347-350. doi:10.1562/0031-8655(2000)071<0347:SOTOTA>2.0.CO;2.