A high-density lipoprotein-based theranostic nanoparticle platform for atherosclerosis

基于高密度脂蛋白的动脉粥样硬化治疗诊断纳米颗粒平台

基本信息

  • 批准号:
    8903508
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 36.43万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2014-09-01 至 2016-07-06
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): Atherosclerotic coronary artery disease is a major cause of death all over the world. Acute atherosclerotic events are caused by changes in plaque composition that eventually lead to plaque rupture or erosion. Two major events that promote this so-called "plaque vulnerability" are macrophage inflammation and apoptosis. In cardiovascular diseases, high-density lipoprotein (HDL), a self-assembled nanoparticle (NP) of lipids and apolipoprotein-I (apoA-I) popularly termed as "good cholesterol," is known to have a protective role. Therefore, development of targeted nanotechnologies for noninvasive imaging of apoptotic macrophages for vulnerable plaque detection and the initiation of preventative therapies that exploit the vascular protective effects of HDL could reduce the morbidity and mortality of coronary heart diseases. The Principal Investigator's laboratory recently developed a completely synthetic yet biodegradable HDL mimicking NP. With this success, we hypothesized that development of a new diagnosis and therapeutic options using a macrophage targeted NP that uses HDL and apoA-I components, collapse of mitochondrial membrane potential (Δψm) as an indicator of macrophage apoptosis, and contains nanoscale contrast agents iron oxide (IO) crystals for magnetic resonance imaging can provide an excellent alternative diagnosis-based treatment approach of atherosclerosis. This hypothesis was constructed based on the fact that macrophages are capable of taking up excess cholesterol, and it is well known that delivery of cholesterol to the mitochondria is the rate- limiting step fo cholesterol degradation in the liver. Therefore, a mitochondria targeted HDL mimicking NP will be able to carry excess cholesterol from cytosol to the mitochondria of macrophages to play an important role in the maintenance of intracellular lipid homeostasis. To construct this NP platform and to demonstrate its potential, we have defined the following Specific Aims: (1) Construction and in vitro optimization of a macrophage and Δψm targeted HDL mimicking NP containing IO for plaque detection and preventive therapy; (2) Safety and toxicities of HDL mimicking NPs in mice and combined imaging and therapy in atherosclerotic mice; (3) Combined imaging and therapy in atherosclerotic Yucatan mini swine model. Although atherosclerotic cardiovascular disease accounts for more death and disability than all cancers combined, there are no national screening guidelines for asymptomatic atherosclerosis, and there is no government or healthcare sponsored reimbursement for atherosclerosis screening. If successful, this proposed research could be used to provide targeted therapies to all individuals with a positive test for atherosclerosis.
描述(由申请人提供): 动脉粥样硬化性冠状动脉疾病是全世界死亡的主要原因。急性动脉粥样硬化事件是由斑块成分的变化引起的,最终导致斑块破裂或侵蚀。 “斑块脆弱性”是心血管疾病中的巨噬细胞炎症和细胞凋亡,高密度脂蛋白(HDL)是脂质和脂质的自组装纳米颗粒(NP)。载脂蛋白-I (apoA-I) 通常被称为“好胆固醇”,已知具有保护作用,因此,开发用于凋亡巨噬细胞无创成像的纳米技术,用于检测易损斑块,并启动利用血管的预防性靶向治疗。 HDL 的保护作用可以降低冠心病的发病率和死亡率。随着这一成功,我们捕捉到了这一进展。使用针对巨噬细胞的 NP 进行新的诊断和治疗选择,该 NP 使用 HDL 和 apoA-I 成分、线粒体膜电位塌陷 (Δψm) 作为巨噬细胞凋亡的指标,并含有用于磁共振的纳米级造影剂氧化铁 (IO) 晶体成像可以为动脉粥样硬化提供一种极好的基于诊断的治疗方法。这一假设是基于巨噬细胞能够吸收过量的胆固醇这一事实而构建的,众所周知,将胆固醇输送到线粒体是关键。因此,靶向 HDL 的 NP 能够将过量的胆固醇从细胞质运输到巨噬细胞的线粒体,从而在维持细胞内脂质稳态中发挥重要作用。平台并证明其潜力,我们定义了以下具体目标:(1)构建和体外优化巨噬细胞和Δψm靶向HDL模拟含有IO的NP,用于斑块检测和预防性治疗(2) HDL 模拟 NP 在小鼠中的安全性和毒性以及在动脉粥样硬化小鼠中的联合成像和治疗;(3)动脉粥样硬化尤卡坦迷你猪模型中的联合成像和治疗 尽管动脉粥样硬化性心血管疾病造成的死亡和残疾比所有癌症的总和还要多,但尚无此类研究。国家无症状动脉粥样硬化筛查指南,并且没有政府或医疗保健资助的动脉粥样硬化筛查如果成功,这项拟议的研究可用于为所有动脉粥样硬化检测呈阳性的个体提供靶向治疗。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Mito-magneto: a tool for nanoparticle mediated mitochondria isolation.
  • DOI:
    10.1039/c6nr05882e
  • 发表时间:
    2016-12-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Banik B;Askins BW;Dhar S
  • 通讯作者:
    Dhar S
Centrifugation-Free Magnetic Isolation of Functional Mitochondria Using Paramagnetic Iron Oxide Nanoparticles.
Core hydrophobicity tuning of a self-assembled particle results in efficient lipid reduction and favorable organ distribution.
  • DOI:
    10.1039/c7nr06295h
  • 发表时间:
    2017-12-21
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Banik B;Wen R;Marrache S;Kumar A;Kolishetti N;Howerth EW;Dhar S
  • 通讯作者:
    Dhar S
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作者:{{ showInfoDetail.author }}

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