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Theranostic inorganic–organic hybrid nanoparticles with a cocktail of chemotherapeutic and cytostatic drugs

Khorenko, Mikhail 1; Pfeifer, Juliana 2; Napp, Joanna; Meschkov, Anna 2,3; Alves, Frauke; Schepers, Ute 2,3; Feldmann, Claus 1
1 Institut für Anorganische Chemie (AOC), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Institut für Organische Chemie (IOC), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

Theranostic inorganic–organic hybrid nanoparticles (IOH-NPs) with a cocktail of chemotherapeutic and cytostatic drugs and a composition Gd23+[(PMX)0.5(EMP)0.5]32 [Gd(OH)]2+[(PMX)0.74(AlPCS4)0.13]2, or [Gd(OH)]2+[(PMX)0.70(TPPS4)0.15]2 (PMX: pemetrexed, EMP: estramustine phosphate, AlPCS4: aluminum(III) chlorido phthalocyanine tetrasulfonate, TPPS4: tetraphenylporphine sulfonate) are presented for the first time. These IOH-NPs are prepared in water (40–60 nm in size) and have a non-complex composition with outstanding drug loading (71–82% of total nanoparticle mass) of at least two chemotherapeutic or a mixture of cytostatic and photosensitizing agents. All IOH-NPs show red to deep-red emission (650–800 nm) to enable optical imaging. The superior performance of the IOH-NPs with a chemotherapeutic/cytostatic cocktail is validated based on cell-viability assays and angiogenesis studies with human umbilical vein endothelial cells (HUVEC). The synergistic anti-cancer effect of the IOH-NPs with a chemotherapeutic cocktail is shown in a murine breast-cancer cell line (pH8N8) and a human pancreatic cancer cell line (AsPC1), whereas the synergistic cytotoxic and phototoxic efficacy is verified in response to illumination of HeLa-GFP cancer cells, MTT assays with human colon cancer cells (HCT116), and normal human dermal fibroblasts (NHDF). ... mehr

Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Anorganische Chemie (AOC)
Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG)
Institut für Organische Chemie (IOC)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2023
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2050-750X, 2050-7518
KITopen-ID: 1000157991
HGF-Programm 43.33.11 (POF IV, LK 01) Adaptive and Bioinstructive Materials Systems
Erschienen in Journal of Materials Chemistry B
Verlag Royal Society of Chemistry (RSC)
Band 11
Heft 16
Seiten 3635-3649
Nachgewiesen in Dimensions
Web of Science
Scopus
OpenAlex
Globale Ziele für nachhaltige Entwicklung Ziel 3 – Gesundheit und WohlergehenZiel 6 – Sauberes Wasser und Sanitär-Einrichtungen

Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000157991
Veröffentlicht am 05.05.2023
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1039/D3TB00226H
Scopus
Zitationen: 3
Web of Science
Zitationen: 3
Dimensions
Zitationen: 3
Seitenaufrufe: 96
seit 17.05.2023
Downloads: 29
seit 25.06.2023
Cover der Publikation
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