Ultrafølsomme tumorgennemtrængende nanosensorer for proteaseaktivitet

Evnen til at identificere cancerlæsioner med endogene biomarkører er i øjeblikket begrænset til tumorer ~1 cm i diameter. Vi har for nylig rapporteret en eksogent administreret tumorgennemtrængende nanosensor, der udskilles, som reaktion på tumorspecifikke proteaser, peptidfragmenter, der så kan påvises i urinen. Her, vi rapporterer optimeringen, informeret af en farmakokinetisk matematisk model, af overfladepræsentationen af ​​peptidsubstraterne for både at forbedre on-target protease spaltning og minimere off-target spaltning, og af funktionaliseringen af ​​nanosensorerne med tumorgennemtrængende ligander, der engagerer aktive handelsveje for at øge aktiveringen i tumormikromiljøet. Den resulterende nanosensor skelnede sub-5 mm læsioner i humane epiteltumorer og detekterede knuder med mediandiametre mindre end 2 mm i en ortotopisk model af ovariecancer. Vi demonstrerer også øget receptorafhængig specificitet af signalgenerering i urinen i en immunkompetent model af kolorektale levermetastaser, og in situ aktivering af nanosensorerne i humane tumormikroarrays, når de ombygges som fluorogene zymografiprober.