A substrate-selective enzyme-catalysis assembly strategy for oligopeptide hydrogel-assisted combinatorial protein delivery
Nanomedicine study published in Nano Letters (2017)
Abstract
Oligopeptide hydrogels for localized protein delivery have considerable potential to reduce systemic side effects but maximize therapeutic efficacy. Although enzyme catalysis to induce formation of oligopeptide hydrogels has the merits of unique regio- and enantioselectivity and mild reaction conditions, it may cause the impairment of function and activity of the encapsulated proteins by proteolytic degradation during gelation. Here we report a novel enzyme-catalysis strategy for self-assembly of oligopeptide hydrogels using an engineered protease nanocapsule with tunable substrate selectivity. The protease-encapsulated nanocapsule shielded the degradation activity of protease on the laden proteins due to the steric hindrance by the polymeric shell weaved around the protease, whereas the small-molecular precursors were easier to penetrate across the polymeric network and access the catalytic pocket of the protease to convert to the gelators for self-assembling hydrogel. The resulting oligopeptide hydrogels supported a favorable loading capacity without inactivation of both an antiangiogenic protein, hirudin and an apoptosis-inducing cytokine, TRAIL as model proteins. The hirudin and TRAIL coloaded oligopeptide hydrogel for combination cancer treatment showed enhanced synergistic antitumor effects both in vitro and in vivo.
Abstract aus PubMed (NCBI) für den zitierten Eintrag, in der Originalsprache wiedergegeben. Maßgeblich ist die Fassung der Originalpublikation.
Das Abstract wird nicht übersetzt, damit die eigene Wortwahl der Autoren erhalten bleibt.
Zusammenfassung
An engineered protease nanocapsule with tunable substrate selectivity drove oligopeptide hydrogel self-assembly, loading hirudin and TRAIL without inactivation; the co-loaded hydrogel showed enhanced synergistic antitumor effects in vitro and in vivo.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Diese Studie entwickelte eine substratselektive enzymkatalysierte Assemblierungsstrategie für Oligopeptid-Hydrogele unter Verwendung gentechnisch veränderter Protease-Nanokapseln mit einstellbarer Substratselektivität und wies eine günstige Beladungskapazität ohne Inaktivierung sowohl von Hirudin (als antiangiogenes Modellprotein) als auch von TRAIL (einem Apoptose-induzierenden Zytokin) nach. Die polymere Hülle der Protease-Nanokapsel schützte verkapselte Proteine vor Abbau und ermöglichte gleichzeitig kleinen molekularen Vorläufern den Zugang zur katalytischen Tasche für die Hydrogelbildung, und das co-beladene Hirudin/TRAIL-Hydrogel zeigte verstärkte synergistische Antitumoreffekte sowohl in vitro als auch in vivo. Dies ist für ASH relevant, da es eine neuartige Freisetzungsplattform aufzeigt, die die biologische Aktivität von Hirudin während der Verkapselung und der lokalisierten Freisetzung erhält. Die Einschränkung besteht darin, dass es sich um eine präklinische Biomaterial- und Wirkstofffreisetzungsstudie handelt, in der Hirudin primär als Modell-Antiangiogenese-Protein für onkologische Anwendungen und nicht zur Antikoagulation oder Hirudotherapie eingesetzt wird; die Relevanz für die Blutegel-basierte Therapie beschränkt sich auf die Methodik der Wirkstofffreisetzung.
Verwandte Verbindungen im ASH-Register
Aus dem Blutegel stammende Moleküle und aus Hirudin abgeleitete Arzneimittel, die zum Thema dieser Arbeit gehören, jeweils mit vollständigem Profil im ASH-Verbindungsregister:
Zitation
A substrate-selective enzyme-catalysis assembly strategy for oligopeptide hydrogel-assisted combinatorial protein delivery.
Jiang T et al. · Nano letters, 2017
Verwandter klinischer Kontext
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Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: 27. Mai 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: 18. Juni 2026