Nanossensores ultrassensíveis de atividade de protease que penetram em tumores

A capacidade de identificar lesões cancerígenas com biomarcadores endógenos está atualmente limitada a tumores com aproximadamente 1 cm de diâmetro. Recentemente, relatamos um nanossensor de penetração de tumor administrado exogenamente que libera, em resposta a proteases específicas do tumor, fragmentos de peptídeos que podem então ser detectados na urina. Aqui, relatamos a otimização, informado por um modelo matemático farmacocinético, da apresentação superficial dos substratos peptídicos para melhorar a clivagem da protease no alvo e minimizar a clivagem fora do alvo, e da funcionalização dos nanosensores com ligantes que penetram no tumor que envolvem vias de tráfego ativas para aumentar a ativação no microambiente tumoral. O nanossensor resultante discriminou lesões abaixo de 5 mm em tumores epiteliais humanos e detectou nódulos com diâmetros medianos menores que 2 mm em um modelo ortotópico de câncer de ovário. Também demonstramos maior especificidade dependente do receptor de geração de sinal na urina em um modelo imunocompetente de metástases hepáticas colorretais, e ativação in situ dos nanosensores em microarranjos de tumores humanos quando reprojetados como sondas de zimografia fluorogênicas.