Computationally guided high-throughput design of self-assembling drug nanoparticles

药品 纳米技术 材料科学 纳米颗粒 药物输送 高通量筛选 计算机科学 药物发现 化学 药理学 医学 生物化学
作者
Daniel Reker,Yulia Rybakova,Ameya R. Kirtane,Ruonan Cao,Jee Won Yang,Natsuda Navamajiti,Apolonia Gardner,Rosanna M. Zhang,Tina Esfandiary,Johanna L’Heureux,Thomas von Erlach,Elena M. Smekalova,Dominique Leboeuf,Kaitlyn Hess,Aaron Lopes,Jaimie Rogner,Joy Collins,Siddartha Tamang,Keiko Ishida,P. Chamberlain,Dongsoo Yun,Abigail K. R. Lytton‐Jean,Christian K. Soule,Jaime H. Cheah,Alison Hayward,Robert Langer,Giovanni Traverso
出处
期刊:Nature Nanotechnology [Springer Nature]
卷期号:16 (6): 725-733 被引量:68
标识
DOI:10.1038/s41565-021-00870-y
摘要

Nanoformulations of therapeutic drugs are transforming our ability to effectively deliver and treat a myriad of conditions. Often, however, they are complex to produce and exhibit low drug loading, except for nanoparticles formed via co-assembly of drugs and small molecular dyes, which display drug-loading capacities of up to 95%. There is currently no understanding of which of the millions of small-molecule combinations can result in the formation of these nanoparticles. Here we report the integration of machine learning with high-throughput experimentation to enable the rapid and large-scale identification of such nanoformulations. We identified 100 self-assembling drug nanoparticles from 2.1 million pairings, each including one of 788 candidate drugs and one of 2,686 approved excipients. We further characterized two nanoparticles, sorafenib–glycyrrhizin and terbinafine–taurocholic acid both ex vivo and in vivo. We anticipate that our platform can accelerate the development of safer and more efficacious nanoformulations with high drug-loading capacities for a wide range of therapeutics. Self-assembly of small drugs with organic dyes represents a facile route to synthesize nanoparticles with high drug-loading capability. Here the authors combine a machine learning approach with high-throughput experimental validation to identify which combinations of drugs and excipient lead to successful nanoparticle formation and characterize the therapeutic efficacy of two of them in vitro and in animal models.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
skysun_完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
2秒前
无情尔槐完成签到,获得积分20
3秒前
5秒前
搜集达人应助nickel采纳,获得10
6秒前
ll完成签到 ,获得积分10
6秒前
华仔应助无情尔槐采纳,获得10
9秒前
翻水水发布了新的文献求助10
10秒前
15秒前
16秒前
哈哈完成签到,获得积分20
16秒前
19秒前
21秒前
chouchou完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
FJY发布了新的文献求助10
23秒前
nickel发布了新的文献求助10
24秒前
chouchou发布了新的文献求助10
25秒前
科研小赵发布了新的文献求助10
28秒前
单纯的问儿完成签到,获得积分10
30秒前
SOLOMON应助在下板蓝根采纳,获得10
32秒前
尤萨完成签到,获得积分10
34秒前
所所应助哈哈采纳,获得20
34秒前
Ayaponzu111发布了新的文献求助10
36秒前
打打应助研友_nPbeR8采纳,获得10
37秒前
soapffz完成签到,获得积分10
38秒前
40秒前
43秒前
43秒前
nickel发布了新的文献求助10
44秒前
牛牛发布了新的文献求助10
46秒前
46秒前
JYH12138发布了新的文献求助10
48秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
49秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
49秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
49秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
49秒前
张泽崇应助科研通管家采纳,获得20
49秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得30
49秒前
高分求助中
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 520
Sphäroguß als Werkstoff für Behälter zur Beförderung, Zwischen- und Endlagerung radioaktiver Stoffe - Untersuchung zu alternativen Eignungsnachweisen: Zusammenfassender Abschlußbericht 500
少脉山油柑叶的化学成分研究 430
Revolutions 400
MUL.APIN: An Astronomical Compendium in Cuneiform 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2454623
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2126300
关于积分的说明 5415390
捐赠科研通 1854881
什么是DOI,文献DOI怎么找? 922509
版权声明 562340
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 493579