Hierarchical superparamagnetic metal–organic framework nanovectors as anti-inflammatory nanomedicines

Autor: Heng Zhao, Saad Sene, Angelika M. Mielcarek, Sylvain Miraux, Nicolas Menguy, Dris Ihiawakrim, Ovidiu Ersen, Christine Péchoux, Nathalie Guillou, Joseph Scola, Jean-Marc Grenèche, Farid Nouar, Simona Mura, Florent Carn, Florence Gazeau, Eddy Dumas, Christian Serre, Nathalie Steunou
Přispěvatelé: Institut des Matériaux Poreux de Paris (IMAP ), Département de Chimie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Lavoisier de Versailles (ILV), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de résonance magnétique des systèmes biologiques (CRMSB), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sorbonne Université (SU), Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Saclay, Génétique Animale et Biologie Intégrative (GABI), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Groupe d'Etude de la Matière Condensée (GEMAC), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Molécules et Matériaux du Mans (IMMM), Le Mans Université (UM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Galien Paris-Saclay (IGPS), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matière et Systèmes Complexes (MSC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
Rok vydání: 2023
Předmět:
Zdroj: Journal of materials chemistry‎ B
Journal of materials chemistry‎ B, 2023, 11 (14), pp.3195-3211. ⟨10.1039/d2tb02094g⟩
ISSN: 2050-7518
2050-750X
Popis: International audience; Among a plethora of drug nanocarriers, biocompatible nanoscale metal-organic frameworks (nanoMOFs) with a large surface area and an amphiphilic internal microenvironment have emerged as promising drug delivery platforms, mainly for cancer therapy. However, their application in biomedicine still suffers from shortcomings such as a limited chemical and/or colloidal stability and/or toxicity. Here, we report the design of a hierarchically porous nano-object (denoted as USPIO@MIL) combining a benchmark nanoMOF (that is, MIL-100(Fe)) and ultra-small superparamagnetic iron oxide (USPIO) nanoparticles (that is, maghemite) that is synthesized through a one-pot, cost-effective and environmentally friendly protocol. The synergistic coupling of the physico-chemical and functional properties of both nanoparticles confers to these nano-objects valuable features such as high colloidal stability, high biodegradability, low toxicity, high drug loading capacity as well as stimuli-responsive drug release and superparamagnetic properties. This bimodal MIL-100(Fe)/maghemite nanocarrier once loaded with anti-tumoral and anti-inflammatory drugs (doxorubicin and methotrexate) shows high anti-inflammatory and anti-tumoral activities. In addition, the USPIO@MIL nano-object exhibits excellent relaxometric properties and its applicability as an efficient contrast agent for magnetic resonance imaging is herein demonstrated. This highlights the high potential of the maghemite@MOF composite integrating the functions of imaging and therapy as a theranostic anti-inflammatory formulation.
Databáze: OpenAIRE
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