Eine substratselektive enzymkatalytische Assemblierungsstrategie für den durch Oligopeptid-Hydrogele unterstützten kombinatorischen Proteintransport

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.

Die Arbeit stellt eine neuartige enzymkatalytische Strategie zur Selbstassemblierung von Oligopeptid-Hydrogelen unter Verwendung einer Protease-Nanokapsel mit abstimmbarer Substratselektivität vor. Die Polymerhülle schirmt die Protease ab, sodass verkapselte Proteine nicht abgebaut werden, während niedermolekulare Vorläufer die Netzwerkstruktur durchdringen und Gelatoren bilden. Das resultierende Hydrogel unterstützte eine günstige Beladungskapazität ohne Inaktivierung der Modellproteine Hirudin (antiangiogen) und TRAIL (Apoptose-induzierend). Das mit beiden Proteinen beladene Hydrogel zeigte in vitro und in vivo verstärkte synergistische antitumorale Effekte.

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