Hyaluronic acid-graphene oxide quantum dots nanoconjugate as dual purpose drug delivery and therapeutic agent in meta-inflammation

Kunal Sarkar; Sarbashri Bank; Arindam Chatterjee; Kingshuk Dutta; Anwesha Das; Santanu Chakraborty; Nirvika Paul; Jit Sarkar; S. S. De; Sudakshina Ghosh; Krishnendu Acharyya; Dipankar Chattopadhyay; Madhusudan Das

doi:10.1186/s12951-023-02015-w

학술저널 cc-by Full-text

저자정보: Kunal Sarkar Sarbashri Bank Arindam Chatterjee Kingshuk Dutta Anwesha Das Santanu Chakraborty Nirvika Paul Jit Sarkar S. S. De Sudakshina Ghosh Krishnendu Acharyya Dipankar Chattopadhyay Madhusudan Das

출처: Springer Science and Business Media LLC Journal of Nanobiotechnology 21(1)

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Type 2 diabetes mellitus (T2DM) predominantly considered a metabolic disease is now being considered an inflammatory disease as well due to the involvement of meta-inflammation. Obesity-induced adipose tissue inflammation (ATI) is one of the earliest phenomena in the case of meta-inflammation, leading to the advent of insulin resistance (IR) and T2DM. The key events of ATI are orchestrated by macrophages, which aggravate the inflammatory state in the tissue upon activation, ultimately leading to systemic chronic low-grade inflammation and Non-Alcoholic Steatohepatitis (NASH) through the involvement of proinflammatory cytokines. The CD44 receptor on macrophages is overexpressed in ATI, NASH, and IR. Therefore, we developed a CD44 targeted Hyaluronic Acid functionalized Graphene Oxide Quantum Dots (GOQD-HA) nanocomposite for tissue-specific delivery of metformin. Metformin-loaded GOQD-HA (GOQD-HA-Met) successfully downregulated the expression of proinflammatory cytokines and restored antioxidant status at lower doses than free metformin in both palmitic acid-induced RAW264.7 cells and diet induced obese mice. Our study revealed that the GOQD-HA nanocarrier enhanced the efficacy of Metformin primarily by acting as a therapeutic agent apart from being a drug delivery platform. The therapeutic properties of GOQD-HA stem from both HA and GOQD having anti-inflammatory and antioxidant properties respectively. This study unravels the function of GOQD-HA as a targeted drug delivery option for metformin in meta-inflammation where the nanocarrier itself acts as a therapeutic agent.

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