Molecular Scaffolds as Double-Targeting Agents For the Diagnosis and Treatment of Neuroblastoma
Dr. Gonzalo Villaverde
Dpto. Química en Ciencias Farmacéuticas., Facultad de Farmacia, Universidad Complutense de Madrid, Plaza Ramon y Cajal s/n., Spain
Instituto de Investigación Sanitaria Hospital 12 de Octubre i+12, Spain
Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Madrid, Spain
Search for more papers by this authorDr. Arantzazu Alfranca
Servicio de Inmunología., Hospital Universitario de La Princesa, Spain
Instituto de Investigacion Sanitaria La Princesa, Diego de León, 62, 28006 Madrid, Spain
Search for more papers by this authorDr. África Gonzalez-Murillo
Instituto de Investigacion Sanitaria La Princesa, Diego de León, 62, 28006 Madrid, Spain
Servicio de Hematología y Oncología Pediátrica, Hospital Infantil Universitario Niño Jesús, Madrid, Spain
Search for more papers by this authorDr. Gustavo J. Melen
Instituto de Investigacion Sanitaria La Princesa, Diego de León, 62, 28006 Madrid, Spain
Servicio de Hematología y Oncología Pediátrica, Hospital Infantil Universitario Niño Jesús, Madrid, Spain
Search for more papers by this authorDr. Rafael R. Castillo
Dpto. Química en Ciencias Farmacéuticas., Facultad de Farmacia, Universidad Complutense de Madrid, Plaza Ramon y Cajal s/n., Spain
Instituto de Investigación Sanitaria Hospital 12 de Octubre i+12, Spain
Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Madrid, Spain
Search for more papers by this authorCorresponding Author
Dr. Manuel Ramírez
Instituto de Investigacion Sanitaria La Princesa, Diego de León, 62, 28006 Madrid, Spain
Servicio de Hematología y Oncología Pediátrica, Hospital Infantil Universitario Niño Jesús, Madrid, Spain
Search for more papers by this authorCorresponding Author
Dr. Alejandro Baeza
Dpto. Química en Ciencias Farmacéuticas., Facultad de Farmacia, Universidad Complutense de Madrid, Plaza Ramon y Cajal s/n., Spain
Instituto de Investigación Sanitaria Hospital 12 de Octubre i+12, Spain
Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Madrid, Spain
Dpto. Materiales y Producción Aeroespacial, ETSI Aeronáutica y del Espacio, Universidad Politécnica de Madrid, 28040 Madrid, Spain
Search for more papers by this authorCorresponding Author
Prof. María Vallet-Regí
Dpto. Química en Ciencias Farmacéuticas., Facultad de Farmacia, Universidad Complutense de Madrid, Plaza Ramon y Cajal s/n., Spain
Instituto de Investigación Sanitaria Hospital 12 de Octubre i+12, Spain
Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Madrid, Spain
Search for more papers by this authorDr. Gonzalo Villaverde
Dpto. Química en Ciencias Farmacéuticas., Facultad de Farmacia, Universidad Complutense de Madrid, Plaza Ramon y Cajal s/n., Spain
Instituto de Investigación Sanitaria Hospital 12 de Octubre i+12, Spain
Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Madrid, Spain
Search for more papers by this authorDr. Arantzazu Alfranca
Servicio de Inmunología., Hospital Universitario de La Princesa, Spain
Instituto de Investigacion Sanitaria La Princesa, Diego de León, 62, 28006 Madrid, Spain
Search for more papers by this authorDr. África Gonzalez-Murillo
Instituto de Investigacion Sanitaria La Princesa, Diego de León, 62, 28006 Madrid, Spain
Servicio de Hematología y Oncología Pediátrica, Hospital Infantil Universitario Niño Jesús, Madrid, Spain
Search for more papers by this authorDr. Gustavo J. Melen
Instituto de Investigacion Sanitaria La Princesa, Diego de León, 62, 28006 Madrid, Spain
Servicio de Hematología y Oncología Pediátrica, Hospital Infantil Universitario Niño Jesús, Madrid, Spain
Search for more papers by this authorDr. Rafael R. Castillo
Dpto. Química en Ciencias Farmacéuticas., Facultad de Farmacia, Universidad Complutense de Madrid, Plaza Ramon y Cajal s/n., Spain
Instituto de Investigación Sanitaria Hospital 12 de Octubre i+12, Spain
Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Madrid, Spain
Search for more papers by this authorCorresponding Author
Dr. Manuel Ramírez
Instituto de Investigacion Sanitaria La Princesa, Diego de León, 62, 28006 Madrid, Spain
Servicio de Hematología y Oncología Pediátrica, Hospital Infantil Universitario Niño Jesús, Madrid, Spain
Search for more papers by this authorCorresponding Author
Dr. Alejandro Baeza
Dpto. Química en Ciencias Farmacéuticas., Facultad de Farmacia, Universidad Complutense de Madrid, Plaza Ramon y Cajal s/n., Spain
Instituto de Investigación Sanitaria Hospital 12 de Octubre i+12, Spain
Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Madrid, Spain
Dpto. Materiales y Producción Aeroespacial, ETSI Aeronáutica y del Espacio, Universidad Politécnica de Madrid, 28040 Madrid, Spain
Search for more papers by this authorCorresponding Author
Prof. María Vallet-Regí
Dpto. Química en Ciencias Farmacéuticas., Facultad de Farmacia, Universidad Complutense de Madrid, Plaza Ramon y Cajal s/n., Spain
Instituto de Investigación Sanitaria Hospital 12 de Octubre i+12, Spain
Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Madrid, Spain
Search for more papers by this authorGraphical Abstract
Double trouble: Novel Y-shaped scaffolds have been synthesized, with meta-iodobenzilguanidine analogues covalently attached at each end of the Y-structure, to deliver diagnostic and therapeutic agents to neuroblastoma cells. These double-targeting agents have a strong affinity for the norepinephrine transporter, usually overexpressed on the neuroblastoma cell membrane, and accumulate in cells at a higher level than single-targeting agents.
Abstract
The selective delivery of therapeutic and imaging agents to tumoral cells has been postulated as one of the most important challenges in the nanomedicine field. Meta-iodobenzilguanidine (MIBG) is widely used for the diagnosis of neuroblastoma (NB) due to its strong affinity for the norepinephrine transporter (NET), usually overexpressed on the membrane of malignant cells. Herein, a family of novel Y-shaped scaffolds has been synthesized, which have structural analogues of MIBG covalently attached at each end of the Y-structure. The cellular uptake capacity of these double-targeting ligands has been evaluated in vitro and in vivo, yielding one specific Y-shaped structure that is able to be engulfed by the malignant cells, and accumulates in the tumoral tissue, at significantly higher levels than the structure containing only one single targeting agent. This Y-shaped ligand can provide a powerful tool for the current treatment and diagnosis of this disease.
Supporting Information
As a service to our authors and readers, this journal provides supporting information supplied by the authors. Such materials are peer reviewed and may be re-organized for online delivery, but are not copy-edited or typeset. Technical support issues arising from supporting information (other than missing files) should be addressed to the authors.
| Filename | Description |
|---|---|
| anie201811691-sup-0001-misc_information.pdf991.2 KB | Supplementary |
Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article.
References
- 1J. M. Maris, N. Engl. J. Med. 2010, 362, 2202–2211.
- 2N. R. Pinto, M. A. Applebaum, S. L. Volchenboum, K. K. Matthay, W. B. London, P. F. Ambros, A. Nakagawara, F. Berthold, G. Schleiermacher, J. R. Park, D. Valteau-Couanet, A. D Pearson, S. L. Cohn, J. Clin. Oncol. 2015, 33, 3008–3017.
- 3S. Carlin, R. J. Mairs, A. G. Mccluskey, D. A. Tweddle, A. Sprigg, C. Estlin, J. Board, R. E. George, C. Ellershaw, A. D. Pearson, J. Lunec, P. G. Montaldo, M. Ponzoni, B. L. van Eck-Smit, C. A. Hoefnagel, M. D. van den Brug, G. A. Tytgat, H. N. Caron, Clin. Cancer Res. 2003, 9, 3338–3344.
- 4K. K. Matthay, R. E. George, A. L. Yu, Clin. Cancer Res. 2012, 18, 2740–2753.
- 5A. Schlessinger, E. Geier, H. Fan, J. J. Irwin, B. K. Shoichet, K. M. Giacomini, A. Sali, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2011, 108, 15810–15815.
- 6D. Hadrich, F. Berthold, E. Steckhan, H. Bönisch, J. Med. Chem. 1999, 42, 3101–3108.
- 7G. Vaidyanathan, S. Shankar, D. J. Affleck, P. C. Welsh, S. K. Slade, M. R. Zalutsky, Bioconjug. Chem. 2001, 798–806.
- 8G. Vaidyanathan, S. Shankar, M. R. Zalutsky, Bioconjug. Chem. 2001, 786–797.
- 9G. Vaidyanathan, P. C. Welsh, K. C. Vitorello, S. Snyder, H. S. Friedman, M. R. Zalutsky, Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging 2004, 31, 1362–1370.
- 10K. A. Streby, N. Shah, M. A. Ranalli, A. Kunkler, T. P. Cripe, Pediatr. Blood Cancer 2015, 62, 5–11.
- 11G. Vaidyanathan, S. Shankar, D. J. Affleck, K. Alston, J. Norman, P. Welsh, H. LeGrand, M. R. Zalutsky, Bioorg. Med. Chem. 2004, 12, 1649–1656.
- 12W. Wang, J. Shohet, M. Mawad, S. Ke, Non-Radioactive Agents for Neuroblastoma Imaging, WO/2011/123742,USA 2011.
- 13G. Villaverde, A. Baeza, G. J. Melen, A. Alfranca, M. Ramirez, M. Vallet-Regí, J. Mater. Chem. B 2015, 3, 4831–4842.
- 14T. Quynh, N. Nguyen, K. W. Lim, A. T. Phan, Sci. Rep 2017, 33, 1–7.
- 15V. J. Yao, S. D. Angelo, K. S. Butler, C. Theron, T. L. Smith, S. Marchiò, J. G. Gelovani, R. L. Sidman, A. S. Dobroff, C. J. Brinker, et al., J. Controlled Release 2016, 240, 267–286.
- 16G.-F. Luo, W.-H. Chen, Y. Liu, Q. Lei, R.-X. Zhuo, X.-Z. Zhang, Sci. Rep. 2014, 4, 1–10.
- 17B. H. Kang, J. Plescia, H. Y. Song, M. Meli, G. Colombo, K. Beebe, B. Scroggins, L. Neckers, D. C. Altieri, J. Clin. Invest. 2009, 119, 454–464.
- 18W.-H. Chen, X.-D. Xu, G.-F. Luo, H.-Z. Jia, Q. Lei, S.-X. Cheng, R.-X. Zhuo, X.-Z. Zhang, Sci. Rep. 2013, 3, 3468.
- 19E. V Rosca, J. M. Stukel, R. J. Gillies, J. Vagner, M. R. Caplan, Biomacromolecules 2007, 3830–3835.
- 20M. Vallet-Regi, A. Rámila, R. P. del Real, J. Pérez-Pariente, Chem. Mater. 2001, 13, 308–311.
- 21M. Vallet-Regí, E. Ruiz-Hernández, Adv. Mater. 2011, 23, 5177–5218.
- 22A. Baeza, M. Colilla, M. Vallet-Regí, Expert Opin. Drug Delivery 2014, 1–19.
- 23H. Meng, M. Liong, T. Xia, Z. Li, Z. Ji, J. I. Zink, A. E. Nel, ACS Nano 2010, 4, 4539–4550.
- 24K. A. Streby, N. Shah, M. A. Ranalli, A. Kunkler, T. P. Cripe, Pediatr. Blood Cancer 2015, 62, 5–11.
- 25J. L. Harenza, M. A. Diamond, R. N. Adams, M. M. Song, H. L. Davidson, L. S. Hart, M. H. Dent, P. Fortina, C. P. Reynolds, J. M. Maris, Sci. Data 2017, 4, 170033.
- 26J. Thompson, W. C. Zamboni, P. J. Cheshire, L. Lutz, X. Luo, Y. Li, J. A. Houghton, C. F. Stewart, P. J. Houghton Clin. Cancer Res. 1997, 423–431.
- 27A. Tivnan, W. S. Orr, V. Gubala, R. Nooney, D. E. Williams, C. McDonagh, S. Prenter, H. Harvey, R. Domingo-Fernández, I. M. Bray, O. Piskareva, N. G. CY, H. N. Lode, A. M. Davidoff, R. L. Stallings, PLoS One 2012, 7, e38129.
- 28R. Hernandez, S. Heskamp, M. Rijpkema, D. L. Bos, D. M. Goldenberg, W. J. McBride, A. Morgenstern, F. Bruchertseifer, W. Cai, O. C. Boerman, Theranostics 2017, 7, 1—8.
