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SCIE
SCOPUS
Co-delivery of therapeutic protein and catalase-mimic nanoparticle using a biocompatible nanocarrier for enhanced therapeutic effect
저자
Kim, Seoungkyun ; Kim, Manse ; Jung, Secheon ; Kwon, Kiyoon ; Park, Junyong ; Kim, Sukhwan ; Kwon, Inchan ; Tae, Giyoong
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2019
작성언어
-주제어
등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
181-189(9쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>Therapeutic proteins are indispensable in the treatment of various human diseases. Despite the many benefits of therapeutic proteins, they also exhibit diverse side effects. Therefore, reducing unwanted side effects of therapeutic proteins as well as enhancing their therapeutic efficacy are very important in developing therapeutic proteins. Urate oxidase (UOX) is a therapeutic enzyme that catalyzes the conversion of uric acid (UA) into a soluble metabolite, and it is used clinically for the treatment of hyperuricemia. Since UA degradation by UOX generates H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB> (a cytotoxic side product), UOX was co-delivered with catalase-mimic nanoparticles (AuNPs) using biocompatible pluronic-based nanocarriers (NCs) to effectively reduce H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB>-associated toxicity in cultured cells and to enhance UA degradation efficiency <I>in vivo</I>. Simple temperature-dependent size changes of NCs allowed co-encapsulation of both UOX and AuNPs at a high loading efficiency without compromising critical properties, resulting in efficient modulation of a mixing ratio of UOX and AuNPs encapsulated in NCs. Co-localizing UOX and AuNPs in the NCs led to enhanced UA degradation and H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB> removal <I>in vitro</I>, leading to a great reduction in H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB>-associated cytotoxicity compared with UOX alone or a free mixture of UOX and AuNPs. Furthermore, we demonstrated that co-delivery of UOX and AuNPs using NCs significantly improves <I>in vivo</I> UA degradation compared to simple co-injection of free UOX and AuNPs. More broadly, we showed that biocompatible pluronic-based nanocarriers can be used to deliver a target therapeutic protein along with its toxicity-eliminating agent in order to reduce side effects and enhance efficacy.</P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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