يعد توصيل الخلايا المستهدف مفيدا في مجموعة متنوعة من التطبيقات الطبية الحيوية. الهدف من هذا البروتوكول هو استخدام الجسيمات النانوية لأكسيد الحديد الفائق المغناطيسي (SPION) لتسمية الخلايا وبالتالي تمكين أساليب استهداف الخلايا المغناطيسية للحصول على درجة عالية من التحكم في توصيل الخلايا وتوطينها.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
وسم الخلية واستهداف مع مغنطيسية مسايرة فائقة superparamagnetic أوكسيد الحديد النانوية
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
سوف تستهدف إيصال الخلايا والعوامل العلاجية تستفيد مجموعة واسعة من التطبيقات الطبية الحيوية من خلال التركيز على تأثير علاجي في الموقع المستهدف مع التقليل من الآثار الضارة إلى مواقع خارج المرمى. استهداف الخلايا المغناطيسي هي تقنية فعالة وآمنة واضحة التسليم. النانوية أكسيد الحديد مغنطيسية مسايرة فائقة superparamagnetic (SPION) هي قابلة للتحلل، حيويا، ويمكن endocytosed إلى خلايا لجعلها تستجيب للمجالات المغناطيسية. عملية التوليف ينطوي على خلق أكسيد الحديد الأسود (الحديد 3 O 4) النانوية تليها عالية السرعة استحلاب لتشكيل بولي (حمض اللاكتيك، شارك في الجليكوليك) (PLGA) الطلاء. وSPIONs PLGA-المغنتيت ما يقرب من 120 نانومتر في قطر بما في ذلك ما يقرب من 10 نانومتر قطر المغنتيت الأساسية. عندما وضعت في مستنبت، وendocytosed SPIONs بشكل طبيعي عن طريق الخلايا وتخزينها في شكل مجموعات صغيرة داخل الإندوسومات حشوية. هذه الجسيمات المغناطيسية نقلها كتلة كافية للخلاياللسماح لاستهداف ضمن المجالات المغناطيسية. يتم تمكين العديد من فرز الخلايا والتطبيقات التي تستهدف من خلال تقديم مختلف أنواع الخلايا تستجيب للمجالات المغناطيسية. SPIONs دينا مجموعة متنوعة من التطبيقات الطبية الحيوية الأخرى كذلك بما في ذلك استخدام كعامل النقيض التصوير الطبي، استهدفت تسليم المخدرات أو الجينات، وفحوصات تشخيصية، وجيل من ارتفاع الحرارة المحلي لعلاج الورم أو الأنسجة لحام.
المقدمة
من المستحسن التسليم المستهدف للخلايا والتقاطها إلى مواقع محددة داخل الجسم لمجموعة متنوعة من التطبيقات الطبية الحيوية. تم اقتراح توصيل الخلايا الجذعية العصبية إلى الدماغ عن طريق الموجات فوق الصوتية المركزة الموجهة بالرنين المغناطيسي كخيار علاجي محتمل للأمراض التنكسية العصبية وإصابات الدماغ الرضحية والسكتةالدماغية 1. تتم دراسة الخلايا الجذعية الوسيطة لقدرتها على توصيل الأدوية المضادة للسرطان إلى الأورام بسبب خصائصها الطبيعية للورمالاستوائي 2،3. تم تسليم الخلايا الجذعية للقلب إلى القلب كعلاج محتمل لاحتشاء عضلة القلب4،5. تم تطوير الدعامات الوعائية مع الأجسام المضادة CD34 لالتقاط الخلايا السلفية المنتشرة6. على الرغم من أن....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
1. توليف أكسيد الحديد الأسود جل
- غسل جميع الأواني الزجاجية باستخدام حمض الهيدروكلوريك المركز يليه الماء منزوع الأيونات تليها الكحول الإيثيلي. السماح ليجف O / N، ويفضل أن يكون في فرن التجفيف.
الحذر! حمض الهيدروكلوريك هو ضار - ارتداء معدات الوقاية الشخصية والعمل في غطاء الدخان. الكحول الإيثيلي مضر - ارتداء معدات الوقاية الشخصية. - استخدام زجاجة Dreschel للتخلص من الغاز 500 مل من H 2 O منزوع الأيونات التي ظهرت على السطح بلطف N 2 الغاز لمدة 30 دقيقة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
النانوية أكسيد الحديد الأسود ما يقرب من 10 نانومتر في قطر نتيجة لاثارة محلول مائي من الحديد (III) كلوريد الحديد و(II) كلوريد tetrahydrate في 50 ° C و 1،000 دورة في الدقيقة (الشكل 1). هذه النتائج تظهر التوليف الناجح للجزيئات النانوية أكسيد الحديد الأسود. من المهم التحقق من حجم وشكل الجسيمات النانوية أكسيد الحديد الأسود أخذت من عينة صغيرة من الدفعة عند محاولة توليف للمرة الأولى. المجهر انتقال الإلكترون (TEM) هو الأسلوب المفضل لتصور هذه الجسيمات. يجب التخلص من الدفعة.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
كما هو الحال مع أي بروتوكول تخليق جسيمات متناهية الصغر، ونقاء من المواد الكيميائية المتفاعلة أمر بالغ الأهمية لتحقيق SPIONs جودة عالية من شأنها أن يكون لها تأثيرات السامة للخلايا الحد الأدنى. ولذلك فمن المهم لشراء الكواشف نقية جدا بما في ذلك حمض الأوليك (≥99٪)، الحديد (II) tetrahydrate كلوريد (≥99.99٪)، الحديد (III) كلوريد (≥99.99٪)، خلات الإيثيل (HPLC الصف، ≥99.9٪ )، الهكسان (الصف HPLC، ≥97.0٪)، هيدروكسيد الأمونيوم (≥99.99٪)، وكبريتات الصوديوم (≥99.0٪). ومن أهمية خاصة لشراء نقية .......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
يعلن المؤلفون أنه ليس لديهم مصالح مالية متنافسة.
شكر وتقدير
يرغب المؤلفون في الاعتراف بالتمويل المقدم من صندوق التنمية الإقليمية الأوروبي - FNUSA-ICRC (no. CZ.1.05 / 1.1.00 / 02.0123) ، منحة تطوير علماء جمعية القلب الأمريكية (AHA # 06-35185N) ، والمعاهد الوطنية للصحة (NIH #T32HL007111).
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| محلول هيدروكسيد الأمونيوم ، 28٪ NH3< / sub> في H2< / sub>O ، & ge ؛ 99.99٪ أساس معدني نزرة | سيجما ألدريتش | 338818-100ML ؛ | كاشف ضار - ارتداء معدات الحماية الشخصية |
| زجاجة دريشيل ، 500 مل | Ace Glass | 5516-16 | |
| Ethyl Acetate ، CHROMASOLVR Plus ، ل HPLC ، 99.9٪ ؛ | كاشف ضار Sigma-Aldrich | 650528-1L | - ارتد معدات الحماية الشخصية واعمل في غطاء الدخان |
| الكحول الإيثيلي | Sigma-Aldrich | E7023 | كاشف ضار - ارتد معدات الحماية الشخصية |
| قارورة تبخير ، 50 مل ، 24/40 مشترك | Sigma-Aldrich | Z515558 | للاستخدام مع المبخر الدوار |
| ورق ترشيح ، قطر 3 سم ، درجة 1 | فيشر | 09-805P | للاستخدام مع قمع مرشح الزجاج |
| أكواب زجاجية ، 1 لتر | فيشر | FB-101-1000 | لغسل SPIONs |
| قمع مرشح زجاجي ، محول خرطوم فراغ ، يناسب 24/40 ، 30 مل | فيشر | K954100-0344 ؛ | |
| أغطية قارورة زجاجية | فيشر | 03-391-46 | للاستخدام مع قوارير زجاجية |
| قوارير زجاجية ، 2 مل | فيشر | 03-391-44 | لجمع جل المغنتيت و SPIONs |
| Hexane ، CHROMASOLVR ، ل HPLC ، & ge ؛ 97.0٪ (GC) | سيجما ألدريتش | 34859-1L | كاشف ضار - ارتد معدات الحماية الشخصية واعمل في غطاء الدخان |
| حمض الهيدروكلوريك | سيجما ألدريتش | H1758 | كاشف ضار - ارتد معدات الحماية الشخصية واعمل في غطاء الدخان |
| الحديد (II) كلوريد رباعي الهيدرات ، & ge ؛ 99.99٪ أساس المعادن النزرة | كاشف ضار Sigma-Aldrich | 380024-5G | - ارتد معدات الحماية |
| الشخصية كلوريد الحديد (III) اللامائي ، مسحوق ، & ge ؛ 99.99٪ أساس المعادن النزرة | Sigma-Aldrich | 451649-1G | كاشف ضار - ارتداء معدات الحماية |
| الشخصية سخان Isomantle ، 500 مل | خلاط مختبر Voight Global | EM0500 / CEX1 | |
| Silverson | L5M-A | ||
| Lyophilizer | Labconco | 7670520 | |
| Microspatulas | Fisher | 21-401-25A | لنقل المغنتيت |
| مغناطيس هلام NdFeB ، 1 في × 1 بوصة × 1 في | مغناطيس مذهل | C1000H-M | مغناطيس قوي جدا ، يتعامل بحذر |
| حمض الأوليك ، & ge ؛ 99٪ (GC) | Sigma-Aldrich | O1008-5G | تخزينها في الفريزر ؛ كاشف ضار - ارتداء معدات الحماية الشخصية |
| النمام العلوي | IKA | 2572201 | |
| مشبك النمام العلوي | IKA | 2664000 | للاستخدام مع النمام العلوي |
| النمام العلوي H-stand | IKA | 1412000 | للاستخدام مع النمام العلوي |
| الفوسفات المخزنة | الملحية Life Technologies | 10010-023 | |
| أكواب بلاستيكية ، 250 مل | يمكن أيضا استخدام Fisher | 02-591-28 | |
| PLGA PURASORB PDLG (مزيج 75/25) | يمكن استخدام Purac | PDLG 7502 | PDLG 7502A ؛ يحفظ في الفريزر |
| مسحوق Pluronic F-127 ، كاشف حيوي ، مناسب لزراعة الخلايا | Sigma-Aldrich | P2443-250G & nbsp ؛ | |
| مجداف شفرة قابل للتوسيع PTFE ، | SciQuip | SP4018 | |
| PTFE بقطر 8 مم ، يناسب 24/40 ، مجداف 8 مم محول | Monmouth Scientific | PTFE A480 | للاستخدام مع مجداف الشفرة القابل للتوسيع PTFE |
| مبرد إعادة التدوير | Clarkson | 696613 | للاستخدام مع مكثف الارتجاع المبخر |
| الدوار ، يناسب 24/40 ، 250 مم | زجاج Ace | 5997-133 | |
| المبخر الدوار | كلاركسون | 216949 | |
| الحاجز المطاطي ، يناسب 24/40 | Ace Glass | 9096-56 | |
| قمع فاصل مع سدادة ، 250 مل | فيشر | 10-438E | |
| كاشف كبريتات الصوديوم ACS ، & ge ؛ 99.0٪ ، لا مائي ، حبيبي | Sigma-Aldrich | 239313-500G & nbsp ؛ | |
| ثلاثة قارورة مستديرة للرقبة ، بزاوية ، 24/40 مفاصل ، 500 مل | Ace Glass | 6948-16 | |
| منظف بالموجات فوق الصوتية مثقب عموم | فيشر | 15-335-20A | للاستخدام مع منظف بالموجات فوق الصوتية |
| منظف بالموجات فوق الصوتية ، 2.8 لتر | فيشر | 15-335-20 | |
| وحدة تحكم فراغ | Clarkson | 216639 | للاستخدام مع المبخر الروتوي (اختياري) |
| فراغ مضخة | كلاركسون | 219959 | للاستخدام مع المبخر الروتوبي |
المراجع
- Burgess, A., et al. Targeted delivery of neural stem cells to the brain using MRI-guided focused ultrasound to disrupt the blood-brain barrier. PLoS One. 6 (11), e27877(2011).
- Nguyen, K. T.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
