Design of hybrid MnO2-polymer-lipid nanoparticles with tunable oxygen generation rates and tumor accumulation for cancer treatment

Advanced Functional Materials

Volumn 25, Issue 12, 2015, Pages 1858-1872

  Gordijo, Claudia R ^a   Abbasi, Azhar Z ^a   Amini, Mohammad Ali ^a   Lip, Ho Yin ^a   Maeda, Azusa ^b   Cai, Ping ^a   O'Brien, Peter J ^a,b   Dacosta, Ralph S ^b,c,d   Rauth, Andrew M ^b   Wu, Xiao Yu ^a  

^a UNIVERSITY OF TORONTO   (Canada)

^b UNIVERSITY OF TORONTO   (Canada)

^c PRINCESS MARGARET HOSPITAL   (Canada)

^d UNIVERSITY HEALTH NETWORK   (Canada)

Author keywords

HIF 1 ; hybrid nanoparticles; hypoxia; manganese dioxide; nanoparticle toxicity

Indexed keywords

BIOCOMPATIBILITY; CARDIOVASCULAR SYSTEM; DISEASES; GAS GENERATORS; HYDROPHOBICITY; MANGANESE; MANGANESE OXIDE; NANOPARTICLES; OXYGEN; POLYELECTROLYTES;

HYBRID NANOPARTICLE; HYPOXIA; HYPOXIA INDUCIBLE FACTOR-1 ALPHA; INTRAVENOUS INJECTIONS; MANGANESE DIOXIDE; NANOPARTICLE TOXICITY; SYSTEMIC ADMINISTRATION; TUMOR MICROENVIRONMENT;

TUMORS;

EID: 85027938518     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201404511     Document Type: Article

References (76)

1. a) S. Masuda, J. C. I. Belmonte, Nat. Rev. Clin. Oncol. 2012, 10, 79
2. b) M. Milosevic, P. Warde, C. Ménard, P. Chung, A. Toi, A. Ishkanian, M. McLean, M. Pintilie, J. Sykes, M. Gospodarowicz, C. Catton, R. P. Hill, R. G. Bristow, Clin. Cancer Res. 2012, 18, 2108
3. c) O. Trédan, C. M. Galmarini, K. Patel, I. F. Tannock, J. Natl. Cancer Inst. 2007, 99, 1441
4. d) R. G. Bristow, R. P. Hill, Nat. Rev. Cancer. 2008, 8, 180.
5. M. Mimeault, S. K. Batra, J. Cell. Mol. Med. 2013, 17, 30.
6. a) J. M. Brown, A. J. Giaccia, Cancer Res. 1998, 58, 1408
7. b) R. A. Gatenby, R. J. Gillies, Nat. Rev. Cancer. 2008, 8, 56
8. c) N. C. Denko, Nature Rev. Cancer. 2008, 8, 705
9. d) A. S. Ljungkvist, J. Bussink, J. H. Kaanders, N. E. Wiedenmann, R. Vlasman, A. J. van der Kogel, Radiat. Res. 2006, 165, 326.
10. R. A. Cairns, I. S. Harris, T. W. Wak, Nat. Rev. Cancer. 2011, 11, 85.
11. J. Chiche, M. C. Brahimi-Horn, J. Pouyssegur, J. Cell Mol. Med. 2010, 14, 771.
12. a) J. W. Wojtkowiak, D. Verduzco, K. J. Schramm, R. Gillies, Mol. Pharm. 2011, 8, 2032
13. b) I. F. Robey, L. A. Nesbit, Biomed. Res. Int. 2013, 2013, 485196
14. c) W. Wu, Q. Yang, T. Li, P. Zhang, R. Zhou, C. Yang, Artif. Cells Blood Substit. Immobil. Biotechnol. 2009, 37, 163
15. d) R. Cavalli, A. K. Akhter, A. Bisazza, P. Giustetto, F. Trotta, P. Vavia, Int. J. Pharm. 2010, 402, 254
16. e) D. L. Nielsen, M. Andersson, J. L. Andersen, C. C. Kamby, Breast Cancer Res. 2010, 12, 209
17. f) A. D. Wagner, C. Thomssen, J. Haerting, S. Unverzagt, Cochrane Database Syst. Rev. 2012, 11, CD008941
18. g) Y. J. Kim, H. J. Lee, T. M. Kim, T. S. Eisinger-Mathason, A. Y. Zhang, B. Schmidt, D. L. Karl, M. S. Nakazawa, P. J. Park, M. C. Simon, S. S. Yoon, Int. J. Cancer. 2013, 132, 29.
19. a) E. Fokas, W. G. McKenna, R. J. Muschel, Cancer Metastasis Rev. 2012, 31, 823
20. b) J. Karar, A. Maity, Cancer Biol Ther. 2008, 8, 1994
21. c) S. Rockwell, I. T. Dobrucki, E. Y. Kim, S. T. Marrison, V. T. Vu, Curr. Mol. Med. 2009, 9, 442
22. d) E. T. Shinohara, A. Maity, Curr. Mol. Med. 2009, 9, 1034
23. e) D. Kwatra, A. Venugopal, S. Anant, Transl. Cancer Res. 2013, 2, 320
24. f) A. Pottier, E. Borghi, L. Levy, Anticancer Res. 2014, 34, 443.
25. a) A. Rapisarda, G. Melillo, Nat. Rev. Clin. Oncol. 2012, 24, 378
26. b) J. N. Bottsford-Miller, R. L. Coleman, A. K. Sood, J. Clin. Oncol. 2012, 10, 4026
27. c) H. J. Park, R. J. Griffin, S. Hui, S. H. Levitta, C. W. Songa, Radiat. Res. 2012, 177, 311.
28. P. Prasad, C. R. Gordijo, A. Z. Abbasi, A. Ip, A. Maeda, A. M. Rauth, R. S. DaCosta, X. Y. Wu, ACS Nano 2014, 8, 3202.
29. M. Bradley, J. R. B. Tebo, B. G. Clement, G. J. Dick, K. J. Murray, D. Parker, R. Verity, S. M. Webb, Annu. Rev. Earth Pl. Sc. 2004, 32, 287.
30. a) C. R. Gordijo, A. J. Shuhendler, X. Y. Wu, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 1404
31. b) C. R. Gordijo, K. Koulajian, A. J. Shuhendler, L. D. Bonifacio, H. Y. Huang, S. Chiang, G. A. Ozin, A. Giacca, X. Y. Wu, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 73.
32. X. L. Luo, J. J. Xu, W. Zhao, H. Y. Chen, Biosens. Biolectron. 2004, 19, 1295.
33. L. Yildirimer, N. T. K. Thanh, M. Loizidou, A. M. Seifalian, Nano Today 2011, 6, 585.
34. M. A. Hasan, M. I. Zaki, L. Pasupulety, K. Kumari, Appl. Catal. A- Gen. 1999, 181, 171.
35. a) S. L. Brock, N. Duan, Z. R. Tian, O. Giraldo, H. Zhou, S. L. Suib, Chem. Mater. 1998, 10, 2619
36. b) J. Cabana, L. Monconduit, D. Larcher, M. R. Palacín, Adv. Mater. 2010, 22, E170
37. c) W. Wei, X. Cui, W. Chen, D. Ivey, Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 1697
38. d) D. Koziej, A. Lauria, M. Niederberger, Adv. Mater. 2014, 26, 235.
39. a) M. J. Sailor, J.-H. Park, Adv. Mater. 2012, 24, 3779
40. b) N. Sanvicens, M. P. Marco, Trends Biotechnol. 2008, 26, 425
41. c) S. R. MacEwan, D. J. Callahan, A. Chilkoti, Nanomedicine 2010, 5, 793
42. d) R. A. Petros, J. M. DeSimone, Nat. Rev. Drug Discov. 2010, 9, 615.
43. a) A. Shalviri, G. Raval, P. Prasad, C. Chan, Q. Liu, H. Heerklotz, A. M. Rauth, X. Y. Wu, Eur. J. Pharm. Biopharm. 2012, 82, 587
44. b) A. Shalviri, H. K. Chan, G. Raval, M. J. Abdekhodaie, Q. Liu, H. Heerklotz, X. Y. Wu, Colloids Surf. B Biointerfaces. 2013, 1101, 405
45. c) A. Shalviri, W. D. Foltz, P. Cai, A. M. Rauth, X. Y. Wu, J. Control. Release 2013, 167, 11
46. d) J. Li, P. Cai, A. Shalviri, J. T. Henderson, C. He, W. D. Foltz, P. Prasad, P. M. Brodersen, Y. Chen, R. DaCosta, A. M. Rauth, X. Y. Wu, ACS Nano 2014, 28, 9925.
47. a) H. L. Wong, R. Bendayan, A. M. Rauth, Y. Li, X. Y. Wu, Adv. Drug Deliv. Rev. 2007, 59, 491
48. b) H. L. Wong, R. Bendayan, A. M. Rauth, H. Y. Xue, K. Babakhanian, X. Y. Wu, J. Pharmacol Exp. Ther. 2006, 317, 1372
49. c) H. L. Wong, A. M. Rauth, R. Bendayan, J. L. Manias, M. Ramaswamy, Z. Liu, S. Z. Erhan, X. Y. Wu, Pharm. Res. 2006, 23, 1574
50. d) H. L. Wong, R. Bendayan, A. M. Rauth, X. Y. Wu, J. Pharm. Sci. 2004, 93, 1993
51. e) H. L. Wong, A. M. Rauth, R. Bendayan, X. Y. Wu, J. Control Release. 2006, 116, 275.
52. a) A. J. Shuhendler, P. Prasad, R. X. Zhang, M. A. Amini, M. Sun, P. P. Liu, R. G. Bristow, A. M. Rauth, X. Y. Wu, Mol Pharm. 2014, 11, 2659
53. b) A. J. Shuhendler, P. Prasad, P. Cai, K. K. Hui, J. T. Henderson, A. M. Rauth, X. Y. Wu, Nanomed. Nanotechnol. 2013, 9, 795
54. c) A. J. Shuhendler, P. Prasad, M. Leung, A. M. Rauth, R. S. Dacosta, X. Y. Wu, Adv. Healthcare Mater. 2012, 1, 600
55. d) P. Prasad, A. Shuhendler, P. Cai, A. M. Rauth, X. Y. Wu, Cancer Lett. 2013, 334, 263.
56. H. F. Zhang, K. Maslov, G. Stoica, L. V. Wang, Nat. Biotech. 2006, 34, 848.
57. B. Halliwell, M. V. Clement, L. H. Long, FEBS Lett. 2000, 486, 10.
58. a) H. Yuan, J. Miao, Y. Z. Du, J. You, F. Q. Hu, S. Zeng, Int. J. Pharm. 2008, 348, 137
59. b) K. Teskac, J. Kristl, Int. J. Pharm. 2010, 390, 61.
60. a) W. H. De Jong, P. J. Borm, Int. J. Nanomedicine. 2008, 3, 133
61. b) A. M. Nystrom, B. Fadeel, J. Control. Release 2012, 161, 403.
62. a) Y. M. Jeon, W. J. Kim, M. Y. Lee, J. Environ. Biol. 2013, 34, 283
63. b) J. W. Yoo, E. Mitragotri, S. Factors, Curr. Pharm. Des. 2010, 16, 2298.
64. S. P. Singh, M. Kumari, S. I. Kumari, M. F. Rahman, M. Mahboob, P. Grover, J. Appl. Toxicol. 2013, 33, 1165.
65. A. A. Maruf, L. Wan, P. J. O'Brien, Biomed. Res. Int. 2014, 2014, 379748.
66. a) Y. Li, X. Tian, Z. Lu, C. Yang, G. Yang, X. Zhou, H. Yao, Z. Zhu, Z. Xi, X. Yang, J. Nanosci. Nanotechnol. 2010, 10, 397
67. b) J. Wang, X. Deng, F. Zhang, D. Chen, W. Ding, Nanoscale Res. Lett. 2014, 9, 117.
68. c) C. Xue, J. Wu, F. Lan, W. Liu, X. Yang, F. Zeng, H. Xu, J. Nanosci. Nanotechnol. 2010, 10, 8500.
69. J. Lazarovits, Y. Y. Chen, E. A. Sykes, W. C. W. Chan, Chem. Commun. 2014, 51, 2756.
70. a) S. E. Rademakers, J. Lok, A. J. van der Kogel, J. Bussink, J. H. Kaanders, BCC Cancer. 2011, 11, 167
71. b) A. W. Mailloux, M. R. I. Young, J. Immunol. 2009, 182, 2753.
72. a) S. Rockwell, Br. J. Cancer Suppl. 1978, 3, 212
73. b) Y. Shibamoto, K. Ono, M. Takahashi, E. Kano, H. Hori, T. Shibata, S. Inayama, M. Abe, Jpn. J. Cancer Res. 1986, 77, 1027
74. c) M. Oita, Y. Uto, M. Tominaga, M. Sasaki, Y. Hara, T. Kishi, H. Hori, Anticancer Res. 2014, 34, 4621.
75. a) C. R. Taylor, R. M. Levenson, Histopathology 2006, 49, 411
76. b) L. L. Matos, D. C. Trufelli, M. G. de Matos, M. A. da Silva Pinhal, Biomark Insights 2010, 9, 9.