Targeting of Viral Nanoparticles to CD44 via Hyaluronic Acid

Abstract

Hyaluronic acid (HA) is widely studied as a targeting moiety to CD44 overexpressing cancer cells. Various types of nanoparticles (NPs) were modified by HA. Virus-like particles (VLPs) derived from mouse polyomavirus are an interesting class of NPs that can be modified by various targeting agents to increase their potential as gene or drug delivery vehicles for e.g. theragnostic purposes. HA has not been tested as a targeting moiety on VLPs, hence this was the focus of the current study. HA (~14 kDa) was attached to the VLPs via a bispecific Bodipy-derived fluorescent probe. To test the targeting potential of HA on comparable non-viral NPs, nanodiamonds were prepared in a similar manner. NPs functionalized with HA, together with Bodipy-labeled control variants, were tested on interactions with MDA-MB-231 cells overexpressing CD44. The NP-cell interaction via CD44 was assessed by a competitive cell-binding assay, where non-labeled HA competed for HA-binding sites at CD44 with the NPs. CD44 specific cell interactions were detected in studies with HA functionalized nanodiamonds, whereas VLP-HA* associated with cells in a less specific manner. Control VLPs with polyethylene glycol (PEG) did not interact with the cells. Results indicate that the HA targeting strategy for the VLPs requires optimization to...

Kyselina hyaluronová (HA) je testována jako agens cílící na rakovinné buňky nadměrně exprimující CD44. Mnohé typy nanopartikulí (NPs) byly využity k povrchové modifikaci pomocí HA. Viru podobné partikule myšího polyomaviru (VLPs) jsou zajímavou skupinou NPs. Kvůli zvýšení jejich potenciálu v rámci theragnostiky, mohou být VLPs modifikovány různými cílícími agens. HA však nebyla dosud testována jako cílící agens na VLPs, proto se tato práce zaměřuje právě na toto téma. HA (~14 kDa) byla připojena na VLPs skrze bispecifickou fluorescenční sondu odvozenou od Bodipy. Aby bylo možné otestovat cílící potenciál HA na srovnatelných nevirových NPs, byly podobným způsobem modifikovány nanodiamanty. NPs modifikované HA spolu s kontrolními variantami označenými Bodipy byly testovány na interakce s MDA-MB-231 buňkami nadměrně exprimujícími CD44. Interakce NPs s buňkami skrze CD44 byla zhodnocena pomocí kompetitivní vazebné eseje, kdy neznačená HA kompetovala s NPs o HA vazebná místa na CD44. CD44 specifické interakce byly detekovány v experimentech u HA modifikovaných nanodiamantů, zatímco VLP-HA* interagovaly s buňkami méně specificky. Kontrolní VLPs s polyethylenglykolem (PEG) s buňkami téměř neinteragovaly. Výsledky naznačují, že strategie cílení pomocí HA vyžaduje optimalizaci, aby bylo možné dosáhnout...