MMP responsive polymeric materials for treating acute myocardial infarction

MMP响应性高分子材料治疗急性心肌梗死

基本信息

  • 批准号:
    10734728
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 59.73万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-09-01 至 2027-06-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Summary Heart failure (HF) remains the leading cause of death in the U.S., and the rest of the western world. Approximately 37% of myocardial infarction (MI) patients will die from HF within 1 year, and of those who do survive, two-thirds do not make a complete recovery. Each year it is estimated that ~550K Americans will have a new MI, and ~200K will have a recurrent MI, leading to a large body of patients suffering from HF.1 Therefore, our long-term goal is the development of new, minimally invasive, targeted biomaterial based therapies for the treatment of acute MI (AMI), thereby limiting the number of patients that progress to HF. Over the past two decades, there has been significant progress in the development injectable biomaterials that stimulate endogenous repair on their own or through the controlled release of additional therapeutics. This approach is attractive since potential therapies could be delivered minimally invasively via catheter, would be off the shelf and cost-effective, and in the case of therapeutic delivery, would provide targeted delivery limiting systemic off- target effects that plague traditional pharmaceuticals. However, direct injection of these biomaterials, either through minimally invasive surgery or percutaneous transendocardial injection, is unlikely to be translated to AMI patients because of serious safety concerns with the injection procedures, thereby missing the critical therapeutic window immediately post-MI. Together, the PIs developed enzyme-responsive, injectable nanoparticles (NPs), capable of responding to matrix metalloproteinases (MMPs) associated with AMI. The particles accumulate efficiently in infarcted myocardium following systemic administration, by virtue of an enzyme-induced phase transition from small NP to micron-sized scaffold. While we had initial success with this system and observed better targeting compared to traditional modalities, this system suffers the same drawback as most nanoparticles, which have significant off-target accumulation, as they are phagocytosed and transported to the liver following opsonization. Leveraging our success with the general MMP responsive targeting strategy, we propose that a new MMP responsive material comprised of a completely aqueous soluble polymer displaying therapeutic peptides at high densities will have superior biodistribution patterns nanoparticles. Upon systemic administration, these polymers exhibit exceptionally favorable pharmacokinetics (week-long half-lives) and biodistribution characterized by kidney clearance combined with very little liver/spleen accumulation. These polymers are protein like in molecular weight (MW), physicochemical properties and size. They are therapeutic proteomimetic polymers, designed to accumulate at the site of AMI. Here, we aim to develop new MMP responsive polymeric systems (termed protein-like polymers, PLPs) and demonstrate proof-of-concept for using these novel biomaterials for the targeted delivery of therapeutics for AMI.
概括 心力衰竭 (HF) 仍然是美国和西方世界其他国家死亡的主要原因。 大约 37% 的心肌梗塞 (MI) 患者将在 1 年内死于心力衰竭,其中 幸存下来,三分之二的人没有完全康复。据估计,每年约有 55 万美国人将 一个新的心梗,约 20 万将有复发的心梗,导致大量患者患有心力衰竭。1 因此, 我们的长期目标是开发新的、微创的、基于靶向生物材料的疗法 治疗急性心肌梗死(AMI),从而限制进展为心力衰竭的患者数量。过去两年 几十年来,可注射生物材料的开发取得了重大进展,可刺激 自行修复或通过额外治疗药物的控制释放进行内源修复。这种方法是 有吸引力,因为潜在的治疗方法可以通过导管以微创方式进行,并且是现成的 且具有成本效益,并且在治疗递送的情况下,将提供有针对性的递送,限制系统性关闭 困扰传统药物的目标效应。然而,直接注射这些生物材料,要么 通过微创手术或经皮心内膜注射,不太可能转化为 AMI 患者由于注射程序存在严重的安全问题,从而错过了关键的治疗 MI 后立即窗口。 PI 共同开发了酶响应型可注射纳米颗粒 (NP)、 能够响应与 AMI 相关的基质金属蛋白酶 (MMP)。颗粒堆积 凭借酶诱导阶段,全身给药后可有效地作用于梗塞心肌 从小纳米颗粒到微米级支架的转变。虽然我们在这个系统上取得了初步成功并观察到 与传统方式相比,该系统具有更好的靶向性,但该系统具有与大多数纳米粒子相同的缺点, 它们具有显着的脱靶积累,因为它们被吞噬并转运至肝脏 调理作用。利用我们在通用 MMP 响应式目标策略方面的成功,我们建议 新型 MMP 响应材料由完全水溶性聚合物组成,具有治疗作用 高密度的肽将具有优异的纳米颗粒生物分布模式。全身给药后, 这些聚合物表现出极其有利的药代动力学(半衰期为一周)和生物分布 其特点是肾脏清除,且肝脏/脾脏积聚极少。这些聚合物是 蛋白质的分子量 (MW)、理化性质和大小。它们是治疗性蛋白质模拟物 聚合物,旨在在 AMI 部位积聚。在这里,我们的目标是开发新的 MMP 响应性聚合物 系统(称为类蛋白质聚合物,PLP)并展示了使用这些新颖的概念验证 用于 AMI 靶向治疗的生物材料。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Degradable polymers via olefin metathesis polymerization.
通过烯烃复分解聚合可降解聚合物。
  • DOI:
    10.1016/j.progpolymsci.2021.101427
  • 发表时间:
    2021-09-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    27.1
  • 作者:
    Hao Sun;Yifei Liang;M. Thompson;N. Gianneschi
  • 通讯作者:
    N. Gianneschi
Enzyme-responsive progelator cyclic peptides for minimally invasive delivery to the heart post-myocardial infarction.
用于心肌梗塞后微创递送至心脏的酶响应性促凝胶剂环肽。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019-04-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Carlini, Andrea S;Gaetani, Roberto;Braden, Rebecca L;Luo, Colin;Christman, Karen L;Gianneschi, Nathan C
  • 通讯作者:
    Gianneschi, Nathan C
Poly(peptide): Synthesis, Structure, and Function of Peptide-Polymer Amphiphiles and Protein-like Polymers.
聚(肽):肽聚合物两亲物和类蛋白聚合物的合成、结构和功能。
  • DOI:
    10.1021/acs.accounts.9b00518
  • 发表时间:
    2020-01-22
  • 期刊:
  • 影响因子:
    18.3
  • 作者:
    Cass;ra E. Callmann;ra;M. Thompson;N. Gianneschi
  • 通讯作者:
    N. Gianneschi
Innovations in Disease State Responsive Soft Materials for Targeting Extracellular Stimuli Associated with Cancer, Cardiovascular Disease, Diabetes, and Beyond.
针对与癌症、心血管疾病、糖尿病等相关的细胞外刺激的疾病状态响应软材料的创新。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Battistella, Claudia;Liang, Yifei;Gianneschi, Nathan C
  • 通讯作者:
    Gianneschi, Nathan C
Enzyme-Responsive Nanoparticles for Dexamethasone Targeted Delivery to Treat Inflammation in Diabetes.
用于地塞米松靶向递送以治疗糖尿病炎症的酶响应纳米颗粒。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    10
  • 作者:
    Schiffmann, Nathan;Liang, Yifei;Nemcovsky, Carlos E;Almogy, Michal;Halperin;Gianneschi, Nathan C;Adler;Rosen, Eyal
  • 通讯作者:
    Rosen, Eyal
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Karen L Christman其他文献

Karen L Christman的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Karen L Christman', 18)}}的其他基金

Training in Bioengineering Research and Technology Development in Cardiovascular in Cardiopulmonary Health and Disease
心肺健康和疾病领域心血管生物工程研究和技术开发培训
  • 批准号:
    10614653
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 59.73万
  • 项目类别:
Infusible Extracellular Matrix for Treating Myocardial Infarction
可溶性细胞外基质治疗心肌梗塞
  • 批准号:
    10642880
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 59.73万
  • 项目类别:
Infusible Extracellular Matrix for Treating Myocardial Infarction
可溶性细胞外基质治疗心肌梗死
  • 批准号:
    10504948
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 59.73万
  • 项目类别:
New infusible ECM hydrogel for treating acute myocardial infarction
新型可熔ECM水凝胶治疗急性心肌梗死
  • 批准号:
    9907247
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 59.73万
  • 项目类别:
Injectable Biomaterial for Treating Hypoplastic Left Heart Syndrome
用于治疗左心发育不全综合征的可注射生物材料
  • 批准号:
    10322051
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 59.73万
  • 项目类别:
MMP Responsive Nanoparticles for Treating Acute Myocardial Infarction
MMP 响应纳米颗粒治疗急性心肌梗死
  • 批准号:
    9761569
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 59.73万
  • 项目类别:
Extracellular matrix hydrogels for treating ischemia
用于治疗缺血的细胞外基质水凝胶
  • 批准号:
    9210846
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 59.73万
  • 项目类别:
A 3-D biomimetic human islet to model beta cell function in health and disease
3D 仿生人类胰岛,用于模拟健康和疾病中 β 细胞的功能
  • 批准号:
    8813754
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 59.73万
  • 项目类别:
A 3-D biomimetic human islet to model beta cell function in health and disease
3D 仿生人类胰岛,用于模拟健康和疾病中 β 细胞的功能
  • 批准号:
    9169716
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 59.73万
  • 项目类别:
Extracellular matrix hydrogels for treating ischemia
用于治疗缺血的细胞外基质水凝胶
  • 批准号:
    8371197
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 59.73万
  • 项目类别:

相似国自然基金

基于rAAV的基因替代疗法治疗CARD9缺陷相关的侵袭性皮肤癣菌感染研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    56 万元
  • 项目类别:
    面上项目
经玻璃体腔基因替代疗法联合抗凋亡基因疗法治疗LCA2及抗凋亡分子机制探索
  • 批准号:
    81970840
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
铁影响雌激素替代疗法在绝经早晚期对动脉粥样硬化疗效的差异
  • 批准号:
    81870348
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    56.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
冠心病患者PCI术后西洛他唑替代疗法的可行性及药理机制研究
  • 批准号:
    81803630
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
关于一新型高效跨越血脑屏障的非嵌合药物输送载体K16ApoE的机制研究
  • 批准号:
    81703410
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    19.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Developing a novel disease-targeted anti-angiogenic therapy for CNV
开发针对 CNV 的新型疾病靶向抗血管生成疗法
  • 批准号:
    10726508
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 59.73万
  • 项目类别:
Phase I study of panobinostat in adults with sickle cell disease: novel approach to recruitment and retention
帕比司他治疗成人镰状细胞病的 I 期研究:招募和保留的新方法
  • 批准号:
    10420453
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 59.73万
  • 项目类别:
An Inhaled Microbiome-Targeted Biotherapeutic for Treatment of COPD
一种吸入性微生物组靶向生物治疗药物,用于治疗慢性阻塞性肺病
  • 批准号:
    10600887
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 59.73万
  • 项目类别:
Islet dosing and loading density in injection molded macroencapsulation devices
注塑宏观封装装置中的胰岛剂量和装载密度
  • 批准号:
    10716174
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 59.73万
  • 项目类别:
Understanding the regulation of the intestinal epithelium in Alzheimer’s disease by commensal bacteria and the role it plays in preventing neurocognitive decline
了解共生细菌对阿尔茨海默病肠上皮的调节及其在预防神经认知衰退中的作用
  • 批准号:
    10680057
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 59.73万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了