Nanogels for Drug Delivery across the BRB to Treat Diabetic Retinopathy

纳米凝胶通过 BRB 输送药物治疗糖尿病视网膜病变

基本信息

  • 批准号:
    10000203
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 38.63万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2016-09-01 至 2023-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

While new therapeutics, especially protein drugs such as Avastin, Lucentis and growth factors, are being developed for treating retinal diseases, such as diabetic retinopathy and macular degeneration, the use of these therapeutics is still hampered by the need for more effective method of delivery. The reason is that these therapeutics have short half-lives, do not or hardly cross the blood retinal barrier (BRB), and can cause toxicity and side effects at high dose. Nanoparticles show great promise for transporting drugs across biological barriers, reducing drug clearance, and improving the bioavailability of drugs at targets. However, no nanoparticles have been developed to effectively deliver drugs across the BRB yet. The long-range goal of this project is to develop novel nanoparticles for long-term release of therapeutics across the BRB to treat retinal diseases. The immediate objective is to develop unique subconjunctivally injectable, thermoresponsive and biodegradable nanogels for aqueous loading, enhanced stability and BRB permeability, and sustained release of protein drugs to treat early diabetic retinopathy. For this specific objective, we will use insulin as a model protein drug for the development of the nanogel drug delivery platform because insulin is a survival factor for endothelial and neural cells, and plays an important role in retinal function. The hypothesis of the proposal is that subconjunctivally injectable nanogels with tailored balance of hydrophilicity, hydrophobicity, charge content and hydrolytic degradation properties, can act as an effective local delivery system platform for sustained release of therapeutics such as insulin across the BRB to protect retinal cells from apoptosis and improve vascular leakage in diabetes. Three specific aims are: 1) in vitro optimization and characterization of nanogels for aqueous loading, enhanced stability, and sustained release of insulin; 2) in vitro and ex vivo optimization and characterization of nanogels for enhanced insulin permeability across the sclera and the BRB; and 3) in vitro bioeffect, and in vivo pharmacokinetics and bioeffect evaluations of subconjunctivally injected insulin-loaded nanogels. The proposed nanogels are physicochemically, biologically, clinically and collaboratively innovative, and will provide a novel periocular drug delivery platform for enhancing drug permeability across the BRB and achieving long-term drug bioavailability in the retina to treat diabetic retinopathy and other retinal diseases.
尽管新的治疗剂,尤其是诸如avastin,lucentis和生长因素之类的蛋白质药物,但仍在 开发用于治疗视网膜疾病,例如糖尿病性视网膜病变和黄斑变性,使用这些疾病 需要更有效的交付方法,仍受到治疗剂的阻碍。原因是这些 治疗药的半衰期短,不或几乎不穿越视网膜屏障(BRB),并且可能引起毒性 和高剂量的副作用。纳米颗粒对在生物壁垒中运输药物的巨大希望, 降低药物清除率,并改善靶标药物的生物利用度。但是,没有纳米颗粒 开发以有效地在整个BRB上提供药物。该项目的远程目标是发展 新型纳米颗粒,用于在BRB上长期释放治疗视网膜疾病。直接 目的是开发独特的亚结合注射,热响应和可生物降解的纳米凝胶 水负荷,增强的稳定性和BRB渗透性以及持续释放蛋白质药物以早期治疗 糖尿病性视网膜病。对于这个具体目标,我们将使用胰岛素作为模型蛋白药物进行开发 纳米凝胶药物递送平台的,因为胰岛素是内皮细胞和神经细胞的生存因子,以及 在视网膜功能中起重要作用。该提案的假设是次结构注射 具有亲水性,疏水性,电荷含量和水解降解的量身定制平衡的纳米凝胶 财产,可以充当有效的本地交付系统平台,用于持续释放治疗剂,例如 整个BRB的胰岛素可保护视网膜细胞免受凋亡的侵蚀并改善糖尿病的血管渗漏。三 具体目的是:1)纳米凝胶的体外优化和表征用于水性负荷,增强 稳定性和胰岛素的持续释放; 2)体外和离体优化和纳米凝胶的表征 为了增强整个巩膜和BRB的胰岛素渗透性; 3)体外生物效应和体内 亚结合注射的胰岛素纳米凝胶的药代动力学和生物效应评估。提议 纳米凝胶在物理,生物学,临床和协作方面都是创新的,将提供一种新颖的 眼周药物输送平台,以增强BRB的药物渗透性并实现长期药物 视网膜中的生物利用度治疗糖尿病性视网膜病和其他视网膜疾病。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Design strategies for physical-stimuli-responsive programmable nanotherapeutics.
  • DOI:
    10.1016/j.drudis.2018.04.003
  • 发表时间:
    2018-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Sahle FF;Gulfam M;Lowe TL
  • 通讯作者:
    Lowe TL
Design strategies for chemical-stimuli-responsive programmable nanotherapeutics.
  • DOI:
    10.1016/j.drudis.2018.09.019
  • 发表时间:
    2019-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Gulfam M;Sahle FF;Lowe TL
  • 通讯作者:
    Lowe TL
Nanotechnology enabled regenerative medicine for neurological disorders.
纳米技术使神经系统疾病的再生医学成为可能。
  • DOI:
    10.1016/j.addr.2019.11.006
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.1
  • 作者:
    Lowe,TaoL;Agrahari,Vivek;Kannan,RangaramanujamM;Kannan,Sujatha
  • 通讯作者:
    Kannan,Sujatha
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