Caspase 3 Targeted Cargo Delivery in Apoptotic Cells Using Capped Mesoporous Silica Nanoparticles.
Excessive apoptotic cell death is at the origin of several pathologies, such as degenerative disorders, stroke or ischemia-reperfusion damage. In this context, strategies to improve inhibition of apoptosis and other types of cell death are of interest and may represent a pharmacological opportunity for the treatment of cell-death-related disorders. In this scenario new peptide-containing delivery systems (solids S1 -P1 and S1 -P2 ) are described based on mesoporous silica nanoparticles (MSNs) loaded with a dye and capped with the KKGDEVDKKARDEVDK (P1 ) peptide that contains two repeats of the DEVD target sequence that are selectively hydrolyzed by caspase 3 (C3). This enzyme plays a central role in the execution-phase of apoptosis. HeLa cells electroporated with S1 -P1 are able to deliver the cargo in the presence of staurosporin (STS), which induces apoptosis with the consequent activation of the cytoplasmic C3 enzyme. Moreover, the nanoparticles S1 -P2 , containing both a cell-penetrating TAT peptide and P1 also entered in HeLa cells and delivered the cargo preferentially in cells treated with the apoptosis inducer cisplatin.
Centro de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico Unidad, Mixta Universidad Politécnica de Valencia Universidad de Valencia, Camino de Vera s/n, 46022, Valencia (Spain).|Departamento de Química, Universidad Politécnica de Valencia, Camino de Vera s/n, 46022, Valencia (Spain).|CIBER de Bioingenieria, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN) (Spain).
Cristina
C
de la Torre
Centro de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico Unidad, Mixta Universidad Politécnica de Valencia Universidad de Valencia, Camino de Vera s/n, 46022, Valencia (Spain).|Departamento de Química, Universidad Politécnica de Valencia, Camino de Vera s/n, 46022, Valencia (Spain).|CIBER de Bioingenieria, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN) (Spain).|Centre Méditerranéen de Médecine Moléculaire (C3M) - Equipe "Contrôle métabolique des morts cellulaires", Université Nice Sophia Antipolis, Institut national de la santé et de la recherche médicale (Inserm), U1065, BP 2 3194, 06204, Nice (France).
Laura
L
Mondragón
Centro de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico Unidad, Mixta Universidad Politécnica de Valencia Universidad de Valencia, Camino de Vera s/n, 46022, Valencia (Spain).|Departamento de Química, Universidad Politécnica de Valencia, Camino de Vera s/n, 46022, Valencia (Spain).|CIBER de Bioingenieria, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN) (Spain).
Carmen
C
Coll
Centro de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico Unidad, Mixta Universidad Politécnica de Valencia Universidad de Valencia, Camino de Vera s/n, 46022, Valencia (Spain).|Departamento de Química, Universidad Politécnica de Valencia, Camino de Vera s/n, 46022, Valencia (Spain).|CIBER de Bioingenieria, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN) (Spain).
Alba
A
García-Fernández
Centro de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico Unidad, Mixta Universidad Politécnica de Valencia Universidad de Valencia, Camino de Vera s/n, 46022, Valencia (Spain).|Departamento de Química, Universidad Politécnica de Valencia, Camino de Vera s/n, 46022, Valencia (Spain).|CIBER de Bioingenieria, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN) (Spain).
Félix
F
Sancenón
Centro de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico Unidad, Mixta Universidad Politécnica de Valencia Universidad de Valencia, Camino de Vera s/n, 46022, Valencia (Spain). rmaez@qim.upv.es.|Departamento de Química, Universidad Politécnica de Valencia, Camino de Vera s/n, 46022, Valencia (Spain). rmaez@qim.upv.es.|CIBER de Bioingenieria, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN) (Spain). rmaez@qim.upv.es.
Ramón
R
Martínez-Máñez
Institut de Ciéncia dels Materials (ICMUV), Universitat de Valéncia, P.O. Box 2085, 46071 Valencia (Spain).
Pedro
P
Amorós
Peptide and Protein Laboratory, Department of Medicinal Chemistry, Centro de Investigación Principe Felipe, C/Eduardo Primo Yúfera 3, 46012 Valencia (Spain).|Instituto de Biomedicina de Valencia, IBV-CSIC, Jaume Roig 11, 46010 Valencia (Spain).
Enrique
E
Pérez-Payá
Peptide and Protein Laboratory, Department of Medicinal Chemistry, Centro de Investigación Principe Felipe, C/Eduardo Primo Yúfera 3, 46012 Valencia (Spain). morzaez@cipf.es.
Mar
M
Orzáez
D017209:Apoptosis; D053148:Caspase 3 / Q000737:chemistry* / Q000378:metabolism*; D002945:Cisplatin / Q000737:chemistry*; D004337:Drug Carriers / Q000737:chemistry* / Q000378:metabolism; D006367:HeLa Cells; D006801:Humans; D053758:Nanoparticles / Q000737:chemistry*; D016062:Porosity; D012822:Silicon Dioxide / Q000737:chemistry* / Q000378:metabolism
D004337:Drug Carriers; D012822:Silicon Dioxide; D053148:Caspase 3; D002945:Cisplatin
caspase 3; controlled release; gated mesoporous materials; nanoparticles; peptides