Glycodendrimers: versatile tools for nanotechnology

Roy, René; Shiao, Tze Chieh; Rittenhouse-Olson, Kate

Combining nanotechnology with glycobiology has triggered an exponential growth of research activities in the design of novel functional bionanomaterials (glyconanotechnology). More specifically, recent synthetic advances towards the tailored and versatile design of glycosylated nanoparticles namely glyconanoparticles, considered as synthetic mimetics of natural glycoconjugates, paved the way toward diverse biomedical applications. The accessibility of a wide variety of these structured nanosystems, in terms of shapes, sizes, and organized around stable nanoparticles have readily contributed to their development and applications in nanomedicine. In this context, glycosylated gold-nanoparticles (GNPs), glycosylated quantum dots (QDs), fullerenes, single-wall natotubes (SWNTs), and self-assembled glycononanoparticles using amphiphilic glycopolymers or glycodendrimers have received considerable attention to afford powerful imaging, therapeutic, and biodiagnostic devices. This review will provide an overview of the most recent syntheses and applications of glycodendrimers in glycoscience that have permitted to deepen our understanding of multivalent carbohydrate-protein interactions. Together with synthetic breast cancer vaccines, inhibitors of bacterial adhesions to host tissues including sensitive detection devices, these novel bionanomaterials are finding extensive relevance.

A combinação de nanotecnologia com glicobiologia tem desencadeado o crescimento exponencial de atividades de pesquisa em desenvolvimento de novos biomateriais funcionais (gliconanotecnologia). Mais especificamente, recentes avanços sintéticos para o planejamento sob medida e versátil de nanopartículas glicosiladas, ou seja, gliconanopartículas, consideradas como miméticos sintéticos de glicoconjugados naturais, prepararam o caminho para diversas aplicações biomédicas. A acessibilidade da grande variedade destes nanossistemas estruturados, em termos de forma, tamanho e organização, tem prontamente contribuído para seu desenvolvimento e aplicações em nanomedicina. Neste contexto, nanopartículas de ouro glicosiladas (do inglês, GNPs), pontos quânticos glicosilados (do inglês, QDs), fulerenos, nanotubos de parede simples (do inglês, SWNTs) e gliconanopartículas autoconstruídas usando glicopolímeros anfifílicos ou glicodendrímeros têm recebido considerável atenção para originar poderosos instrumentos de imagem, terapêutico e de biodiagnóstico. Esta revisão fornecerá a visão global das mais recentes sínteses e aplicações de glicodendrímeros em glicociência que têm permitindo aprofundar nosso conhecimento das interações multivalentes proteína-carboidrato. Estes novos biomateriais estão sendo considerados de grande relevância, junto com vacinas sintéticas de câncer de mama, inibidores de adesão bacteriana em tecidos hospedeiros incluindo instrumentos de detecção sensível.