A refined cocktailing of pro-apoptotic nanoparticles boosts anti-tumor activity
Sánchez-García, Laura (Universitat Autònoma de Barcelona. Institut de Biotecnologia i de Biomedicina "Vicent Villar Palasí")
Sala, Rita (Institut d'Investigació Biomèdica Sant Pau)
Serna, Naroa (Universitat Autònoma de Barcelona. Institut de Biotecnologia i de Biomedicina "Vicent Villar Palasí")
Álamo, Patricia (Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina)
Parladé Molist, Eloi (Universitat Autònoma de Barcelona. Institut de Biotecnologia i de Biomedicina "Vicent Villar Palasí")
Alba-Castellón, Lorena (Institut d'Investigació Biomèdica Sant Pau)
Voltà-Durán, Eric (Universitat Autònoma de Barcelona. Institut de Biotecnologia i de Biomedicina "Vicent Villar Palasí")
Sánchez Chardi, Alejandro (Universitat Autònoma de Barcelona. Servei de Microscòpia)
Unzueta Elorza, Ugutz (Institut d'Investigació Biomèdica Sant Pau)
Vázquez Gómez, Esther (Universitat Autònoma de Barcelona. Institut de Biotecnologia i de Biomedicina "Vicent Villar Palasí")
Mangues, Ramon 1957- (Institut d'Investigació Biomèdica Sant Pau)
Villaverde Corrales, Antonio (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)

Fecha:	2020
Resumen:	A functional 29 amino acid-segment of the helix α5 from the human BAX protein has been engineered for production in recombinant bacteria as self-assembling, GFP-containing fluorescent nanoparticles, which are targeted to the tumoral marker CXCR4. These nanoparticles, of around 34 nm in diameter, show a moderate tumor biodistribution and limited antitumoral effect when systemically administered to mouse models of human CXCR4 colorectal cancer (at 300 μg dose). However, if such BAX nanoparticles are co-administered in cocktail with equivalent nanoparticulate versions of BAK and PUMA proteins at the same total protein dose (300 μg), protein biodistribution and stability in tumor is largely improved, as determined by fluorescence profiles. This fact leads to a potent and faster destruction of tumor tissues when compared to individual pro-apoptotic factors. The analysis and interpretation of the boosted effect, from both the structural and functional sides, offers clues for the design of more efficient nanomedicines and theragnostic agents in oncology based on precise cocktails of human proteins. Statement of significance: Several human pro-apoptotic peptides (namely BAK, BAX and PUMA) have been engineered as self-assembling protein nanoparticles targeted to the tumoral marker CXCR4. The systemic administration of the same final amounts of those materials as single drugs, or as combinations of two or three of them, shows disparate intensities of antitumoral effects in a mouse model of human colorectal cancer, which are boosted in the triple combination on a non-additive basis. The superiority of the combined administration of pro-apoptotic agents, acting at different levels of the apoptotic cascade, opens a plethora of possibilities for the development of effective and selective cancer therapies based on the precise cocktailing of pro-apoptotic nanoparticulate agents. ing Research Center on Bioengineering, Biomaterials and Nanomedicine.
Ayudas:	Ministerio de Ciencia e Innovación BIO2016-76063-R Instituto de Salud Carlos III PI15/00272 Instituto de Salud Carlos III FI16/00017 Instituto de Salud Carlos III PIE15//00028 Instituto de Salud Carlos III PI18/00650 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2017/SGR-865 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2017/SGR-229 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2018/FI_B2_00051
Nota:	Altres ajuts: Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) (grant PID2019-105416RB-I00 to EV. U COST Action CA 17140. AV received an ICREA ACADEMIA award. Miguel Servet (CP19/00028)
Derechos:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.
Lengua:	Anglès
Documento:	Article ; recerca ; Versió acceptada per publicar
Materia:	Human proteins ; Nanoparticles ; Nanomedicine ; Drug delivery ; Cancer ; Pro-apoptotic factors ; Recombinant protein ; Pro-apoptotic peptide ; Colorectal cancer ; Targeted drug delivery ; Drug cocktail
Publicado en:	Acta Biomaterialia, Vol. 113 (Sep. 2020) , p. 584-596, ISSN 1878-7568

DOI: 10.1016/j.actbio.2020.06.033
PMID: 32603867

Article. Postprint 23 p, 492.9 KB	Figura 1 1 p, 574.2 KB	Figura 2 1 p, 423.9 KB	Figura 3 1 p, 561.6 KB	Figura 4 1 p, 485.7 KB	Figura 5 1 p, 857.9 KB
Figura 6 1 p, 248.4 KB	Figura 7 1 p, 467.3 KB	Figura 8 1 p, 813.5 KB	Figura 9 1 p, 379.8 KB	Figura 10 1 p, 1.0 MB	Llegenda de les figures 4 p, 184.4 KB
Declaració d'importància 1 p, 8.0 KB

El registro aparece en las colecciones:
Documentos de investigación > Documentos de los grupos de investigación de la UAB > Centros y grupos de investigación (producción científica) > Ciencias de la salud y biociencias > Instituto de Biotecnología y de Biomedicina (IBB)
Documentos de investigación > Documentos de los grupos de investigación de la UAB > Centros y grupos de investigación (producción científica) > Ciencias de la salud y biociencias > Institut de Recerca Sant Pau
Artículos > Artículos de investigación
Artículos > Artículos publicados