Modulating Vibrio cholerae Quorum-Sensing-Controlled Communication Using Autoinducer-Loaded Nanoparticles

Nano Letters

Volumn 15, Issue 4, 2015, Pages 2235-2241

  Lu, Hoang D ^a   Spiegel, Alina C ^b   Hurley, Amanda ^b   Perez, Lark J ^c   Maisel, Katharina ^d   Ensign, Laura M ^e   Hanes, Justin ^e   Bassler, Bonnie L ^b,f   Semmelhack, Martin F ^b   Prud'Homme, Robert K ^a  

^a Princeton University   (United States)

^b PRINCETON UNIVERSITY   (United States)

^c ROWAN UNIVERSITY   (United States)

^d Johns Hopkins University   (United States)

^e JOHNS HOPKINS UNIVERSITY   (United States)

^f HOWARD HUGHES MEDICAL INSTITUTE   (United States)

Author keywords

autoinducer; CAI 1; drug delivery; Nanoparticle; quorum sensing; Vibrio cholerae

Indexed keywords

ANTIBIOTICS; DRUG DELIVERY;

AUTOINDUCER; BACTERIAL ANTIBIOTIC RESISTANCE; CHEMICAL COMMUNICATIONS; NANO PRECIPITATIONS; ORDERS OF MAGNITUDE; QUORUM-SENSING; VIBRIO CHOLERAE; WATER DISPERSIBLE;

NANOPARTICLES;

3-HYDROXYTRIDECAN-4-ONE; KETONE; NANOCAPSULE;

BIOFILM; CHEMISTRY; DRUG EFFECTS; GROWTH, DEVELOPMENT AND AGING; PARTICLE SIZE; PHYSIOLOGY; QUORUM SENSING; ULTRASTRUCTURE;

BIOFILMS; KETONES; NANOCAPSULES; PARTICLE SIZE; QUORUM SENSING;

EID: 84926649407     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b00151     Document Type: Article

References (59)

1. Levy, S. B.; Marshall, B. Nat. Med. 2004, 10, S122 - S129
2. Walker, B.; Barrett, S.; Polasky, S.; Galaz, V.; Folke, C.; Engström, G.; Ackerman, F.; Arrow, K.; Carpenter, S.; Chopra, K.; Daily, G.; Ehrlich, P.; Hughes, T.; Kautsky, N.; Levin, S.; Mäler, K.-G.; Shogren, J.; Vincent, J.; Xepapadeas, T.; Zeeuw, A. d. Science 2009, 325, 1345 - 1346
3. Davies, J.; Davies, D. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2010, 74, 417 - 433
4. Andersson, D. I.; Hughes, D. Nat. Rev. Microbiol. 2010, 8, 260 - 271
5. McKenna, M. Nature 2013, 499, 394 - 396
6. Bush, K.; Courvalin, P.; Dantas, G.; Davies, J.; Eisenstein, B.; Huovinen, P.; Jacoby, G. A.; Kishony, R.; Kreiswirth, B. N.; Kutter, E.; Lerner, S. A.; Levy, S.; Lewis, K.; Lomovskaya, O.; Miller, J. H.; Mobashery, S.; Piddock, L. J. V.; Projan, S.; Thomas, C. M.; Tomasz, A.; Tulkens, P. M.; Walsh, T. R.; Watson, J. D.; Witkowski, J.; Witte, W.; Wright, G.; Yeh, P.; Zgurskaya, H. I. Nat. Rev. Microbiol. 2011, 9, 894 - 896
7. Clatworthy, A. E.; Pierson, E.; Hung, D. T. Nat. Chem. Biol. 2007, 3, 541 - 548
8. Rasko, D. A.; Sperandio, V. Nat. Rev. Drug Discovery 2010, 9, 117 - 128
9. Rasmussen, T. B.; Givskov, M. Int. J. Med. Microbiol. 2006, 296, 149 - 161
10. Kalia, V. C.; Purohit, H. J. Crit. Rev. Microbiol. 2011, 37, 121 - 140
11. LaSarre, B.; Federle, M. J. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2013, 77, 73 - 111
12. Miller, M. B.; Bassler, B. L. Annu. Rev. Microbiol. 2001, 55, 165 - 199
13. Higgins, D. A.; Pomianek, M. E.; Kraml, C. M.; Taylor, R. K.; Semmelhack, M. F.; Bassler, B. L. Nature 2007, 450, 883 - 886
14. Kelly, R. C.; Bolitho, M. E.; Higgins, D. A.; Lu, W.; Ng, W.-L.; Jeffrey, P. D.; Rabinowitz, J. D.; Semmelhack, M. F.; Hughson, F. M.; Bassler, B. L. Nat. Chem. Biol. 2009, 5, 891 - 895
15. Wei, Y.; Perez, L. J.; Ng, W.-L.; Semmelhack, M. F.; Bassler, B. L. ACS Chem. Biol. 2011, 6, 356 - 365
16. Faruque, S. M.; Albert, M. J.; Mekalanos, J. J. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1998, 62, 1301 - 1314
17. Sack, D. A.; Sack, R. B.; Nair, G. B.; Siddique, A. K. Lancet 2004, 363, 223 - 233
18. World Health Organization. WHO Fact Sheet No. 107-Cholera; reviewed Feb 2014.
19. Cámara, M.; Hardman, A.; Williams, P.; Milton, D. Nat. Genet. 2002, 32, 217 - 218
20. Ng, W.-L.; Bassler, B. L. Annu. Rev. Genet. 2009, 43, 197 - 222
21. Jobling, M. G.; Holmes, R. K. Mol. Microbiol. 1997, 26, 1023 - 1034
22. Zhu, J.; Miller, M. B.; Vance, R. E.; Dziejman, M.; Bassler, B. L.; Mekalanos, J. J. Proc. Natl. Acad. Sci. 2002, 99, 3129 - 3134
23. Zhu, J.; Mekalanos, J. J. Dev. Cell 2003, 5, 647 - 656
24. Duan, F.; March, J. C. Proc. Natl. Acad. Sci. 2010, 107, 11260 - 11264
25. Schrank, G. D.; Verwey, W. F. Infect. Immun. 1976, 13, 195 - 203
26. Guentzel, M. N.; Field, L. H.; Eubanks, E. R.; Berry, L. J. Infect. Immun. 1977, 15, 539 - 548
27. Wilson, F. A.; Sallee, V. L.; Dietschy, J. M. Science 1971, 174, 1031 - 1033
28. Chiou, W. L. Biopharm. Drug Dispos. 1994, 15, 709 - 717
29. Korjamo, T.; Heikkinen, A. T.; Mönkkönen, J. J. Pharm. Sci. 2009, 98, 4469 - 4479
30. Khanvilkar, K.; Donovan, M. D.; Flanagan, D. R. Adv. Drug Delivery Rev. 2001, 48, 173 - 193
31. Porter, C. J. H.; Trevaskis, N. L.; Charman, W. N. Nat. Rev. Drug Discovery 2007, 6, 231 - 248
32. Lai, S. K.; Wang, Y.-Y.; Wirtz, D.; Hanes, J. Adv. Drug Delivery Rev. 2009, 61, 86 - 100
33. Groo, A.-C.; Lagarce, F. Drug Discovery Today 2014, 19, 1097 - 1108
34. Lu, C.; Maurer, C. K.; Kirsch, B.; Steinbach, A.; Hartmann, R. W. Angew. Chem. 2014, 126, 1127 - 1130
35. Perez, L. J.; Karagounis, T. K.; Hurley, A.; Bassler, B. L.; Semmelhack, M. F. Chem. Sci. 2013, 5, 151 - 155
36. Allahverdiyev, A. M.; Kon, K. V.; Abamor, E. S.; Bagirova, M.; Rafailovich, M. Expert Rev. Anti.-Infect. Ther. 2011, 9, 1035 - 1052
37. Davis, M. E.; Chen, Z.; Shin, D. M. Nat. Rev. Drug Discovery 2008, 7, 771 - 782
38. Maisel, K.; Ensign, L.; Reddy, M.; Cone, R.; Hanes, J. J. Controlled Release 2015, 197, 48 - 57
39. Lai, S. K.; O'Hanlon, D. E.; Harrold, S.; Man, S. T.; Wang, Y.-Y.; Cone, R.; Hanes, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 1482 - 1487
40. Lai, S. K.; Wang, Y.-Y.; Hanes, J. Adv. Drug Delivery Rev. 2009, 61, 158 - 171
41. Ensign, L. M.; Cone, R.; Hanes, J. Adv. Drug Delivery Rev. 2012, 64, 557 - 570
42. Lui, L. T.; Xue, X.; Sui, C.; Brown, A.; Pritchard, D. I.; Halliday, N.; Winzer, K.; Howdle, S. M.; Fernandez-Trillo, F.; Krasnogor, N.; Alexander, C. Nat. Chem. 2013, 5, 1058 - 1065
43. Yerushalmi, S. M.; Buck, M. E.; Lynn, D. M.; Lemcoff, N. G.; Meijler, M. M. Chem. Commun. 2013, 49, 5177 - 5179
44. Gupta, A.; Terrell, J. L.; Fernandes, R.; Dowling, M. B.; Payne, G. F.; Raghavan, S. R.; Bentley, W. E. Biotechnol. Bioeng. 2013, 110, 552 - 562
45. Garner, A. L.; Park, J.; Zakhari, J. S.; Lowery, C. A.; Struss, A. K.; Sawada, D.; Kaufmann, G. F.; Janda, K. D. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 15934 - 15937
46. Xue, X.; Pasparakis, G.; Halliday, N.; Winzer, K.; Howdle, S. M.; Cramphorn, C. J.; Cameron, N. R.; Gardner, P. M.; Davis, B. G.; Fernández-Trillo, F.; Alexander, C. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 9852 - 9856
47. D'Addio, S. M.; Saad, W.; Ansell, S. M.; Squiers, J. J.; Adamson, D. H.; Herrera-Alonso, M.; Wohl, A. R.; Hoye, T. R.; Macosko, C. W.; Mayer, L. D.; Vauthier, C.; Prud'homme, R. K. J. Controlled Release 2012, 162, 208 - 217
48. Johnson, B. K.; Prud'homme, R. K. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 118302
49. Shen, H.; Hong, S.; Prud'homme, R. K.; Liu, Y. J. Nanopart. Res. 2011, 13, 4109 - 4120
50. D'Addio, S. M.; Prud'homme, R. K. Adv. Drug Delivery Rev. 2011, 63, 417 - 426
51. Johnson, B. K.; Prud'homme, R. K. Aust. J. Chem. 2003, 56, 1021 - 1024
52. Gindy, M. E.; Prud'homme, R. K. Expert Opin. Drug Delivery 2009, 6, 865 - 878
53. Gindy, M. E.; Ji, S.; Hoye, T. R.; Panagiotopoulos, A. Z.; Prud'homme, R. K. Biomacromolecules 2008, 9, 2705 - 2711
54. York, A. W.; Zablocki, K. R.; Lewis, D. R.; Gu, L.; Uhrich, K. E.; Prud'homme, R. K.; Moghe, P. V. Adv. Mater. 2012, 24, 733 - 739
55. D'Addio, S. M.; Baldassano, S.; Shi, L.; Cheung, L.; Adamson, D. H.; Bruzek, M.; Anthony, J. E.; Laskin, D. L.; Sinko, P. J.; Prud'homme, R. K. J. Controlled Release 2013, 168, 41 - 49
56. Hall-Stoodley, L.; Costerton, J. W.; Stoodley, P. Nat. Rev. Microbiol. 2004, 2, 95 - 108
57. Costerton, J. W.; Stewart, P. S.; Greenberg, E. P. Science 1999, 284, 1318 - 1322
58. Flemming, H.-C.; Wingender, J. Nat. Rev. Microbiol. 2010, 8, 623 - 633
59. Bordi, C.; Bentzmann, S. d. Ann. Intensive Care 2011, 1, 19