undefined

Unraveling the interaction between doxorubicin and DNA origami nanostructures for customizable chemotherapeutic drug release

Julkaisuvuosi

2021

Tekijät

Ijäs, Heini; Shen, Boxuan; Heuer-Jungemann, Amelie; Keller, Adrian; Kostiainen, Mauri A.; Liedl, Tim; Ihalainen, Janne A.; Linko, Veikko

Tiivistelmä

Doxorubicin (DOX) is a common drug in cancer chemotherapy, and its high DNA-binding affinity can be harnessed in preparing DOX-loaded DNA nanostructures for targeted delivery and therapeutics. Although DOX has been widely studied, the existing literature of DOX-loaded DNA-carriers remains limited and incoherent. Here, based on an in-depth spectroscopic analysis, we characterize and optimize the DOX loading into different 2D and 3D scaffolded DNA origami nanostructures (DONs). In our experimental conditions, all DONs show similar DOX binding capacities (one DOX molecule per two to three base pairs), and the binding equilibrium is reached within seconds, remarkably faster than previously acknowledged. To characterize drug release profiles, DON degradation and DOX release from the complexes upon DNase I digestion was studied. For the employed DONs, the relative doses (DOX molecules released per unit time) may vary by two orders of magnitude depending on the DON superstructure. In addition, we identify DOX aggregation mechanisms and spectral changes linked to pH, magnesium, and DOX concentration. These features have been largely ignored in experimenting with DNA nanostructures, but are probably the major sources of the incoherence of the experimental results so far. Therefore, we believe this work can act as a guide to tailoring the release profiles and developing better drug delivery systems based on DNA-carriers.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Aalto-yliopisto

Shen Boxuan Orcid -palvelun logo

Ijäs Heini

Kostiainen Mauri Orcid -palvelun logo

Linko Veikko Orcid -palvelun logo

Jyväskylän yliopisto

Ijäs Heini Orcid -palvelun logo

Ihalainen Janne Orcid -palvelun logo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

49

Numero

6

Sivut

3048-3062

Julkaisu­foorumi

64257

Julkaisufoorumitaso

2

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Kokonaan avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksu €

3200

Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksun vuosi

2021

Muut tiedot

Tieteenalat

Nanoteknologia; Biokemia, solu- ja molekyylibiologia

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1093/nar/gkab097

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä