Novel Tumor-Targeted Self-Nanostructured and Compartmentalized Water-in-Oil-in-Water Polyurethane-Polyurea Nanocapsules for Cancer Theragnosis
Joaquín Bonelli,
María Velasco-de Andrés,
Neus Isidro,
Cristina Bayó,
Sergi Chumillas,
Laura Carrillo-Serradell,
Sergi Casadó-Llombart,
Cheryl Mok,
Daniel Benítez-Ribas,
Francisco Lozano,
Josep Rocas,
Vicente Marchán
Affiliations
Joaquín Bonelli
Departament de Química Inorgànica i Orgànica, Secció de Química Orgànica, Institut de Biomedicina de la Universitat de Barcelona (IBUB), Universitat de Barcelona (UB), Martí i Franquès 1-11, E-08028 Barcelona, Spain
María Velasco-de Andrés
Immunoreceptors del Sistema Innat i Adaptatiu, Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Rosselló 149-151, E-08036 Barcelona, Spain
Neus Isidro
Nanobiotechnological Polymers Division Ecopol Tech, S.L., El Foix Business Park, Indústria 7, L’Arboç del Penedès, E-43720 Tarragona, Spain
Cristina Bayó
Servei d’Immunologia, Centre de Diagnòstic Biomèdic, Hospital Clínic de Barcelona, Villarroel 170, E-08036 Barcelona, Spain
Sergi Chumillas
Departament de Química Inorgànica i Orgànica, Secció de Química Orgànica, Institut de Biomedicina de la Universitat de Barcelona (IBUB), Universitat de Barcelona (UB), Martí i Franquès 1-11, E-08028 Barcelona, Spain
Laura Carrillo-Serradell
Immunoreceptors del Sistema Innat i Adaptatiu, Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Rosselló 149-151, E-08036 Barcelona, Spain
Sergi Casadó-Llombart
Immunoreceptors del Sistema Innat i Adaptatiu, Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Rosselló 149-151, E-08036 Barcelona, Spain
Cheryl Mok
Servei d’Immunologia, Centre de Diagnòstic Biomèdic, Hospital Clínic de Barcelona, Villarroel 170, E-08036 Barcelona, Spain
Daniel Benítez-Ribas
Servei d’Immunologia, Centre de Diagnòstic Biomèdic, Hospital Clínic de Barcelona, Villarroel 170, E-08036 Barcelona, Spain
Francisco Lozano
Immunoreceptors del Sistema Innat i Adaptatiu, Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Rosselló 149-151, E-08036 Barcelona, Spain
Josep Rocas
Nanobiotechnological Polymers Division Ecopol Tech, S.L., El Foix Business Park, Indústria 7, L’Arboç del Penedès, E-43720 Tarragona, Spain
Vicente Marchán
Departament de Química Inorgànica i Orgànica, Secció de Química Orgànica, Institut de Biomedicina de la Universitat de Barcelona (IBUB), Universitat de Barcelona (UB), Martí i Franquès 1-11, E-08028 Barcelona, Spain
Encapsulation of water-soluble bioactive compounds for enabling specific accumulation in tumor locations, while avoiding premature clearance and/or degradation in the bloodstream, is one of the main hallmarks in nanomedicine, especially that of NIR fluorescent probes for cancer theragnosis. The herein reported technology furnishes water-dispersible double-walled polyurethane-polyurea hybrid nanocapsules (NCs) loaded with indocyanine green (ICG-NCs), using a versatile and highly efficient one-pot and industrially scalable synthetic process based on the use of two different prepolymers to set up the NCs walls. Flow cytometry and confocal microscopy confirmed that both ICG-loaded NCs internalized in monocyte-derived dendritic cells (moDCs). The in vivo analysis of xenograft A375 mouse melanoma model revealed that amphoteric functionalization of NCs’ surface promotes the selective accumulation of ICG-NCs in tumor tissues, making them promising agents for a less-invasive theragnosis of cancer.