Nucleic acid aptamer-mediated drug delivery for targeted cancer therapy

ChemMedChem

Volumn 10, Issue 1, 2015, Pages 36-45

  Zhu, Huijie ^a   Li, Jin ^a   Zhang, Xiao Bing ^a   Ye, Mao ^a   Tan, Weihong ^a,b  

^a State Key Laboratory of Chemo Biosensing and Chemometrics   (China)

^b UNIVERSITY OF FLORIDA   (United States)

Author keywords

Aptamers; Cancer; Drug delivery; Nucleic acids; Theranostics; Therapeutics

Indexed keywords

APTAMER; NANOMATERIAL; NUCLEIC ACID; OLIGONUCLEOTIDE; SINGLE STRANDED DNA; SINGLE STRANDED RNA; ANTINEOPLASTIC AGENT; DRUG CARRIER; NANOPARTICLE; PHOTOSENSITIZING AGENT;

ARTICLE; BINDING AFFINITY; BIOLOGICAL THERAPY; DRUG CONJUGATION; DRUG DELIVERY SYSTEM; MOLECULARLY TARGETED THERAPY; PHOTOTHERAPY; ANIMAL; APOPTOSIS; CHEMISTRY; DIAGNOSTIC USE; DRUG EFFECTS; HUMAN; NEOPLASMS;

ANIMALS; ANTINEOPLASTIC AGENTS; APOPTOSIS; APTAMERS, NUCLEOTIDE; DRUG CARRIERS; HUMANS; NANOPARTICLES; NEOPLASMS; PHOTOSENSITIZING AGENTS; PHOTOTHERAPY;

EID: 84919713627     PISSN: 18607179     EISSN: 18607187     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/cmdc.201402312     Document Type: Article

References (96)

1. L. Brannon-Peppas, J.O. Blanchette, Adv. Drug Delivery Rev. 2004, 56, 1649-1659.
2. a) P. Colas, B. Cohen, T. Jessen, I. Grishina, J. McCoy, R. Brent, Nature 1996, 380, 548-550
3. b) F. Hoppe-Seyler, I. Crnkovic-Mertens, E. Tomai, K. Butz, Curr. Mol. Med. 2004, 4, 529-538
4. c) R. Seigneuric, J. Gobbo, P. Colas, C. Garrido, Oncotarget 2011, 2, 557-561
5. d) M. Mascini, I. Palchetti, S. Tombelli, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 1316-1332
6. Angew. Chem. 2012, 124, 1342-1360.
7. a) C. Borghouts, C. Kunz, B. Groner, Expert Opin. Biol. Ther. 2005, 5, 783-797
8. b) K. Butz, C. Denk, A. Ullmann, M. Scheffner, F. Hoppe-Seyler, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000, 97, 6693-6697
9. c) C. Buerger, B. Groner, J. Cancer Res. Clin. Oncol. 2003, 129, 669-675
10. d) A. Skerra, Curr. Opin. Biotechnol. 2007, 18, 295-304.
11. a) A. D. Ellington, J. W. Szostak, Nature 1990, 346, 818-822
12. b) C. Tuerk, L. Gold, Science 1990, 249, 505-510.
13. a) C. P. Rusconi, J. D. Roberts, G. A. Pitoc, S. M. Nimjee, R. R. White, G. Quick, E. Scardino, W. P. Fay, B. A. Sullenger, Nat. Biotechnol. 2004, 22, 1423-1428
14. b) S. Oney, R. T. Lam, K. M. Bompiani, C. M. Blake, G. Quick, J. D. Heidel, J.Y.-C. Liu, B.C. Mack, M. E. Davis, K. W. Leong, Nat. Med. 2009, 15, 1224-1228.
15. Eyetech Study Group, Retina 2002, 22, 143-152.
16. a) R. R. Breaker, G. F. Joyce, Chem. Biol. 1995, 2, 655-660
17. b) T. Hermann, D.J. Patel, Science 2000, 287, 820-825
18. c) N. K. Navani, Y Li, Curr. Opin. Chem. Biol. 2006, 10, 272-281
19. d) L. Qiu, C. Wu, M. You, D. Han, T. Chen, G. Zhu, J. Jiang, R. Yu, W. Tan, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 12952-12955.
20. a) L. C. Bock, L. C. Griffin, J. A. Latham, E. H. Vermaas, J. J. Toole, nature 1992, 355, 564-566
21. b) C.-h. B. Chen, G. A. Chernis, V. Q. Hoang, R. Landgraf, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100, 9226-9231
22. c) D. A. Daniels, H. Chen, B.J. Hicke, K.M. Swiderek, L. Gold, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100, 15416-15421
23. d) P. Mallikaratchy, R.V. Stahelin, Z. Cao, W. Cho, W. Tan, Chem. Commun. 2006, 3229-3231
24. e) P. Parekh, Z. Tang, P. C. Turner, R. W. Moyer, W. Tan, Anal. Chem. 2010, 82, 8642-8649
25. f) J. Hu, J. Wu, C. Li, L. Zhu, W. Y Zhang, G. Kong, Z. Lu, C. J. Yang, ChemBioChem 2011, 12, 424-430
26. g) M. Khati, M. Schuman, J. Ibrahim, Q. Sattentau, S. Gordon, W. James, J. Virol. 2003, 77, 12692-12698
27. h) W. Tan, M.J. Donovan, J. Jiang, Chem. Rev. 2013, 113, 2842-2862.
28. S. Ohuchi, Biores. Open. Access. 2012, 1, 265-272.
29. D. Shangguan, L. Meng, Z.C. Cao, Z. Xiao, X. Fang, Y. Li, D. Cardona, R. P. Witek, C. Liu, W. Tan, Anal. Chem. 2008, 80, 721-728.
30. D. Van Simaeys, D. López-Colón, K. Sefah, R. Sutphen, E. Jimenez, W. Tan, PLoS One 2010, 5, e13770.
31. D. Shangguan, Y. Li, Z. Tang, Z.C. Cao, H.W. Chen, P. Mallikaratchy, K. Sefah, C.J. Yang, W. Tan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2006, 103, 11838-11843.
32. K. Sefah, L. Meng, D. Lopez-Colon, E. Jimenez, C. Liu, W. Tan, PLoS One 2010, 5, e14269.
33. P. Mallikaratchy, Z. Tang, S. Kwame, L. Meng, D. Shangguan, W. Tan, Mol. Cell. Proteomics 2007, 6, 2230-2238.
34. K. Zhang, K. Sefah, L. Tang, Z. Zhao, G. Zhu, M. Ye, W. Sun, S. Goodison, W. Tan, ChemMedChem 2012, 7, 79-84.
35. K. Sefah, Z. Tang, D. Shangguan, H. Chen, D. Lopez-Colon, Y Li, P. Parekh, J. Martin, L. Meng, J. Phillips, Leukemia 2009, 23, 235-244.
36. G. Zhu, M. Ye, M. J. Donovan, E. Song, Z. Zhao, W. Tan, Chem. Commun. 2012, 48, 10472-10480.
37. R. Stoltenburg, C. Reinemann, B. Strehlitz, Biomol. Eng. 2007, 24, 381-403.
38. a) C. Wu, T. Chen, D. Han, M. You, L. Peng, S. Cansiz, G. Zhu, C. Li, X. Xiong, E. Jimenez, ACS Nano 2013, 7, 5724-5731
39. b) L. Zhou, X. Zhang, Q. Wang, Y Lv, G. Mao, A. Luo, Y Wu, Y Wu, J. Zhang, W. Tan, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 9838-9841
40. c) Z. Zhao, H. Fan, G. Zhou, H. Bai, H. Liang, R. Wang, X. Zhang, W. Tan, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 11220-11223.
41. a) A. D. Keefe, S. Pai, A. Ellington, Nat. Rev. Drug Discovery 2010, 9, 537-550
42. b) D. Han, Z. Zhu, C. Wu, L. Peng, L. Zhou, B. Gulbakan, G. Zhu, K. R. Williams, W. Tan, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 20797-20804.
43. E. S. Gragoudas, A. P. Adamis, E.T. Cunningham, Jr., M. Feinsod, D. R. Guyer, N. Engl. J. Med. 2004, 351, 2805-2816.
44. P. J. Bates, D. A. Laber, D. M. Miller, S. D. Thomas, J. O. Trent, Exp. Mol. Pathol. 2009, 86, 151-164.
45. D. Shangguan, Z. Cao, L. Meng, P. Mallikaratchy, K. Sefah, H. Wang, Y Li, W. Tan, J. Proteome Res. 2008, 7, 2133-2139.
46. S. Tope, S. Maske, V Nagulwar, J. Sufi, A. Welankiwar, Indo American J. Pharm. Res. 2013, 3, 2718-2743.
47. a) B.J. Hicke, C. Marion, Y.-F. Chang, T. Gould, C.K. Lynott, D. Parma, P. G. Schmidt, S. Warren, J. Biol. Chem. 2001, 276, 48644-48654
48. b) B. J. Hicke, A. W. Stephens, T. Gould, Y.-F. Chang, C. K. Lynott, J. Heil, S. Borkowski, C.-S. Hilger, G. Cook, S. Warren, P. G. Schmidt, J. Nucl. Med. 2006, 47, 668-678.
49. D. Jellinek, L. S. Green, C. Bell, C. K. Lynott, N. Gill, C. Vargeese, G. Kirschenheuter, D. P. McGee, P. Abesinghe, Biochemistry 1995, 34, 11363-11372.
50. B. A. Sullenger, H. F Gallardo, G. E. Ungers, E. Gilboa, Cell 1990, 63, 601-608.
51. M. A. A. Siddiqui, G. M. Keating, Drugs 2005, 65, 1571-1577.
52. a) P. Wang, Y Yang, H. Hong, Y Zhang, W. Cai, D. Fang, Curr. Med. Chem. 2011, 18, 4169-4174
53. b) J. C. Gilbert, T. DeFeo-Fraulini, R. M. Hutabarat, C. J. Horvath, P. G. Merlino, H. N. Marsh, J. M. Healy, S. BouFakhreddine, TV Holohan, R. G. Schaub, Circulation 2007, 116, 2678-2686
54. c) A. O. Spiel, F. B. Mayr, N. Ladani, P. G. Wagner, R. G. Schaub, J. C. Gilbert, B. Jilma, Platelets 2009, 20, 334-340
55. d) D. Arzamendi, F. Dandachli, J.-F. Théorêt, G. Ducrocq, M. Chan, W. Mourad, J. C. Gilbert, R. G. Schaub, J.-F. Tanguay, Y. Merhi, Clin. Appl. Thromb./Hemostasis 2011, 17, E70-E78.
56. Y. Yang, D. Yang, H. J. Schluesener, Z. Zhang, Biomol. Eng. 2007, 24, 583-592.
57. Z. Zhao, H. Meng, N. Wang, M. J. Donovan, T. Fu, M. You, Z. Chen, X. Zhang, W. Tan, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 7487-7491
58. Angew. Chem. 2013, 125, 7635-7639.
59. a) J. Wang, M. You, G. Zhu, M. I. Shukoor, Z. Chen, Z. Zhao, M. B. Altman, Q. Yuan, Z. Zhu, Y. Chen, Small 2013, 9, 3678-3684
60. b) J. Wang, K. Sefah, M. B. Altman, T. Chen, M. You, Z. Zhao, C. Z. Huang, W. Tan, Chem. Asian J. 2013, 8, 2417-2422.
61. T. Chen, M. I. Shukoor, R. Wang, Z. Zhao, Q. Yuan, S. Bamrungsap, X. Xiong, W. Tan, ACS Nano 2011, 5, 7866-7873.
62. R. Savla, O. Taratula, O. Garbuzenko, T. Minko, J. Controlled Release 2011, 153, 16-22.
63. C. C. Wu, D. Han, T. Chen, L. Peng, G. Z. Zhu, M. X. You, L. P. Qiu, K. Sefah, X. B. Zhang, W.H. Tan, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 18644-18650.
64. F. J. Huang, M. X. You, T. Chen, G. Z. Zhu, H. J. Liang, W. H. Tan, Chem. Commun. 2014, 50, 3103-3105.
65. Z. Cao, R. Tong, A. Mishra, W. Xu, G. C. Wong, J. Cheng, Y. Lu, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 6494-6498
66. Angew. Chem. 2009, 121, 6616-6620.
67. L. Yang, L. Meng, X. Zhang, Y. Chen, G. Zhu, H. Liu, X. Xiong, K. Sefah, W. Tan, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 13380-13386.
68. a) F. Ahmed, R. I. Pakunlu, A. Brannan, F. Bates, T. Minko, D. E. Discher, J. Controlled Release 2006, 116, 150-158
69. b) D. L. Gustafson, A. L. Merz, M. E. Long, Cancer Lett. 2005, 220, 161-169.
70. Y. Cui, Q. Xu, P. K.-H. Chow, D. Wang, C.-H. Wang, Biomaterials 2013, 34, 8511-8520.
71. a) G. Zhu, R. Hu, Z. Zhao, Z. Chen, X. Zhang, W. Tan, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 16438-16445
72. b) H. Liu, Z. Zhu, H. Kang, Y. Wu, K. Sefan, W. Tan, Chem. Eur. J. 2010, 16, 3791-3797
73. c) Y. Wu, K. Sefah, H. Liu, R. Wang, W. Tan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 5-10
74. d) R. Hu, X. Zhang, Z. Zhao, G. Zhu, T. Chen, T. Fu, W. Tan, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 5821-5826
75. Angew. Chem. 2014, 126, 5931-5936.
76. a) G. Zhu, J. Zheng, E. Song, M. Donovan, K. Zhang, C. Liu, W. Tan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2013, 110, 7998-8003
77. b) Q. Liu, C. Jin, Y. Wang, X. Fang, X. Zhang, Z. Chen, W. Tan, NPG Asia Mater. 2014, 6, e95.
78. Y. F. Huang, D. Shangguan, H. Liu, J. A. Phillips, X. Zhang, Y. Chen, W. Tan, ChemBioChem 2009, 10, 862-868.
79. R. Wang, G. Zhu, L. Mei, Y. Xie, H. Ma, M. Ye, F. L. Qing, W. Tan, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 2731-2734.
80. Z. Zhu, Z. Tang, J. A. Phillips, R. Yang, H. Wang, W. Tan, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 10856-10857.
81. X. Yang, J. Huang, K. Wang, W. Li, L. Cui, X. Li, ChemMedChem 2011, 6, 1778-1780.
82. D. Han, G. Zhu, C. Wu, Z. Zhu, T. Chen, X. Zhang, W. Tan, ACS Nano 2013, 7, 2312-2319.
83. Q. Yuan, Y. Wu, J. Wang, D. Lu, Z. Zhao, T. Liu, X. Zhang, W. Tan, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 13965-13969
84. Angew. Chem. 2013, 125, 14215-14219.
85. a) M. J. Smyth, Y. Hayakawa, K. Takeda, H. Yagita, Nat. Rev. Cancer 2002, 2, 850-861
86. b) P. A. Albertsson, P. H. Basse, M. Hokland, R. H. Goldfarb, J. F. Nagelkerke, U. Nannmark, P. J. Kuppen, Trends Immunol. 2003, 24, 603-609.
87. X. Xiong, H. Liu, Z. Zhao, M. B. Altman, D. Lopez-Colon, C. J. Yang, L.-J. Chang, C. Liu, W. Tan, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 1472-1476
88. Angew. Chem. 2013, 125, 1512-1516.
89. a) P. Mallikaratchy, H. Liu, Y. F. Huang, H. Wang, D. Lopez-Colon, W. Tan, Chem. Commun. 2009, 3056-3058
90. b) P. Mallikaratchy, Z. Tang, W. Tan, ChemMedChem 2008, 3, 425-428
91. c) A. Boltz, B. Piater, L. Toleikis, R. Guenther, H. Kolmar, B. Hock, J. Biol. Chem. 2011, 286, 21896-21905
92. d) P. R. Mallikaratchy, A. Ruggiero, J. R. Gardner, V. Kuryavyi, W. F. Maguire, M. L. Heaney, M. R. McDevitt, D. J. Patel, D. A. Scheinberg, Nucleic Acids Res. 2011, 39, 2458-2469
93. e) S. M. Douglas, I. Bachelet, G. M. Church, Science 2012, 335, 831-834.
94. a) X. Ni, M. Castanares, A. Mukherjee, S. E. Lupold, Curr. Med. Chem. 2011, 18, 4206-4214
95. b) X. Pei, J. Zhang, J. Liu, Mol. Clin. Oncol. 2014, 2, 341-348
96. c) P. Sundaram, H. Kurniawan, M. E. Byrne, J. Wower, Eur. J. Pharm. Sci. 2013, 48, 259-271.