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Anti-Inflammatory Effect of Anti-TNF-α SiRNA Cationic Phosphorus Dendrimer Nanocomplexes Administered Intranasally in a Murine Acute Lung Injury Model

Authors :
Nicolas Tsapis
Claudine Deloménie
Nabil El Brahmi
Adam Bohr
Ilaria Andreana
Jean-Pierre Majoral
Magali Noiray
Anais Chamarat
Camilla Foged
Elias Fattal
Serge Mignani
Institut Galien Paris-Sud (IGPS)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Faculty of Health and Medical Sciences
University of Copenhagen = Københavns Universitet (KU)
IFR 141 - Faculté de Pharmacie - Institut Paris-Sud d'Innovation Thérapeutique (IPSIT)
Université Paris Sud (Paris 11)
Laboratoire de chimie de coordination (LCC)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Laboratoire de Chimie et de Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques (LCBPT - UMR 8601)
Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)
Université Sorbonne Paris Cité (USPC)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
University of Copenhagen = Københavns Universitet (UCPH)
Institut Paris Saclay d’Innovation Thérapeutique (IPSIT)
Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Toulouse (UT)
Source :
Biomacromolecules, Biomacromolecules, American Chemical Society, 2017, 18 (8), pp.2379-2388. ⟨10.1021/acs.biomac.7b00572⟩, Biomacromolecules, 2017, 18 (8), pp.2379-2388. ⟨10.1021/acs.biomac.7b00572⟩
Publication Year :
2017
Publisher :
American Chemical Society (ACS), 2017.

Abstract

International audience; Inflammation is an essential component of many lung diseases, including asthma, chronic obstructive pulmonary disease (COPD), or acute lung injury. Our purpose was to design efficient carriers for lung delivery of small interfering RNA (siRNA) targeting tumor necrosis factor (TNF-α) in an acute lung injury model. To achieve this goal, two different types of phosphorus-based dendrimers with either pyrrolidinium or morpholinium as terminal protonated amino groups were selected for their better biocompatibility compared to other dendrimers. Dendriplexes containing pyrrolidinium surface groups demonstrated a stronger siRNA complexation, a higher cellular uptake, and enhanced in vitro silencing efficiency of TNF-α in the lipopolysaccharide (LPS)-activated mouse macrophage cell line RAW264.7, compared to morpholinium-containing dendriplexes. The better performance of the pyrrolidium dendriplexes was attributed to their higher pKa value leading to a stronger siRNA complexation and improved protection against enzymatic degradation resulting in a higher cellular uptake. The superior silencing effect of the pyrrolidinium dendriplexes, compared to noncomplexed siRNA, was confirmed in vivo in an LPS-induced murine model of short-term acute lung injury upon lung delivery via nasal administration. These data suggest that phosphorus dendriplexes have a strong potential in lung delivery of siRNA for treating inflammatory lung diseases.

Details

ISSN :
15264602 and 15257797
Volume :
18
Database :
OpenAIRE
Journal :
Biomacromolecules
Accession number :
edsair.doi.dedup.....4118e78876cfa00089b692e7870bcba3