Nanosensori ultrasensibili che penetrano nel tumore dell'attività della proteasi

La capacità di identificare lesioni tumorali con biomarcatori endogeni è attualmente limitata ai tumori di circa 1 cm di diametro. Recentemente abbiamo segnalato un nanosensore che penetra il tumore somministrato per via esogena che perde, in risposta alle proteasi tumore-specifiche, frammenti peptidici che possono poi essere rilevati nelle urine. Qui, riportiamo l'ottimizzazione, informato da un modello matematico farmacocinetico, della presentazione superficiale dei substrati peptidici per migliorare la scissione della proteasi sul bersaglio e minimizzare la scissione fuori bersaglio, e della funzionalizzazione dei nanosensori con ligandi che penetrano il tumore che attivano percorsi di traffico attivo per aumentare l'attivazione nel microambiente tumorale. Il nanosensore risultante ha discriminato lesioni inferiori a 5 mm nei tumori epiteliali umani e ha rilevato noduli con diametro mediano inferiore a 2 mm in un modello ortotopico di cancro ovarico. Abbiamo anche dimostrato una maggiore specificità recettore-dipendente della generazione del segnale nelle urine in un modello immunocompetente di metastasi epatiche colorettali, e attivazione in situ dei nanosensori nei microarray tumorali umani quando riprogettati come sonde zimografiche fluorogeniche.