La administración celular dirigida es útil en una variedad de aplicaciones biomédicas. El objetivo de este protocolo es utilizar nanopartículas superparamagnéticas de óxido de hierro (SPION) para marcar células y, por lo tanto, permitir enfoques de orientación de células magnéticas para un alto grado de control sobre la entrega y localización de células.
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Artículo de método
Etiquetado Celular y Orientación con superparamagnético nanopartículas de óxido de hierro
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Resumen
Resumen
La administración dirigida de las células y agentes terapéuticos se beneficiaría de una amplia gama de aplicaciones biomédicas concentrando el efecto terapéutico en el sitio diana, mientras que se minimizan los efectos deletéreos a sitios desviado. Focalización celular magnética es una técnica de suministro eficiente, seguro y sencillo. Nanopartículas de óxido de hierro superparamagnético (SPION) son biodegradables, biocompatibles, y pueden ser endocitosis en células para hacerlos sensibles a los campos magnéticos. El proceso de síntesis implica la creación de magnetita (Fe 3 O 4) Nanopartículas seguido por emulsificación de alta velocidad para formar un poli (ácido láctico-co-glicólico) revestimiento (PLGA). Los SPIONs PLGA-magnetita son de aproximadamente 120 nm de diámetro incluyendo el núcleo de magnetita diámetro aproximadamente 10 nm. Cuando se coloca en medio de cultivo, SPIONs son naturalmente endocitosis por las células y se almacenan como pequeños grupos dentro de endosomas citoplasmáticos. Estas partículas imparten masa magnética suficiente para las célulaspara permitir la orientación dentro de los campos magnéticos. Numerosos clasificación de células y aplicaciones dirigidas están habilitadas por la prestación de diversos tipos de células sensibles a los campos magnéticos. SPIONs tienen una variedad de otras aplicaciones biomédicas, así como el uso como agente de contraste de imagen médica, la administración de fármacos o gen diana, ensayos de diagnóstico, y la generación de la hipertermia local para la terapia de tumores o de soldadura de tejidos.
Introducción
La entrega y captura dirigida de células a sitios específicos dentro del cuerpo es deseable para una variedad de aplicaciones biomédicas. La administración de células madre neurales al cerebro mediante ultrasonido focalizado guiado por resonancia magnética se ha propuesto como una posible opción de tratamiento para la enfermedad neurodegenerativa, la lesión cerebral traumática y el accidente cerebrovascular1. Las células madre mesenquimales están siendo estudiadas por su capacidad para administrar fármacos anticancerígenos a los tumores debido a sus propiedades tumorales naturales2,3. Las células madre cardíacas han sido suministradas al coraz....
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Protocolo
1. Síntesis de la magnetita de Gel
- Lave toda la cristalería usando ácido clorhídrico concentrado seguido de agua desionizada seguido por el alcohol etílico. Deje secar O / N, preferiblemente en un horno de secado.
¡CUIDADO! ácido clorhídrico es perjudicial - llevar equipo de protección personal y el trabajo en una campana de humos; alcohol etílico es perjudicial -, usar equipo de protección personal. - Utilice una botella Dreschel para de-gas 500 ml de H2O desionizada burbujeando suavemente gas N2 durante 30 minutos.
- Puesta en marcha del aparato de síntesis de magnetita dentro de una campana de humos química. ....
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Resultados
Nanopartículas de magnetita son de aproximadamente 10 nm de diámetro, como resultado de agitación una solución acuosa de hierro (III) y cloruro de hierro (II) cloruro tetrahidrato a 50 ° C y 1000 rpm (Figura 1). Estos resultados demuestran la síntesis exitosa de nanopartículas de magnetita. Es importante para verificar el tamaño y la forma de nanopartículas de magnetita tomadas de una pequeña muestra del lote cuando se intenta la síntesis por primera vez. Microscopía electrónica de transmisión (TEM) es .......
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Discusión
Como con cualquier protocolo de síntesis de nanopartículas, la pureza de los productos químicos reactivos es crítico para la consecución de SPIONs de alta calidad que tendrán efectos citotóxicos mínimos. Por tanto, es importante adquirir reactivos muy puros incluyendo el ácido oleico (≥99%), hierro (II) tetrahidrato de cloruro de (≥99.99%), (III) cloruro de hierro (≥99.99%), acetato de etilo (grado HPLC, ≥99.9% ), hexano (grado HPLC, ≥97.0%), hidróxido de amonio (≥99.99%), y sulfato de sodio (≥99.0%). Es de particular i.......
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Divulgaciones
Los autores declaran que no tienen intereses financieros contrapuestos.
Agradecimientos
Los autores desean agradecer la financiación del Fondo Europeo de Desarrollo Regional – FNUSA-CICR (no. CZ.1.05/ 1.1.00/ 02.0123), la Subvención para el Desarrollo Científico de la Asociación Americana del Corazón (AHA #06-35185N) y los Institutos Nacionales de Salud (NIH #T32HL007111).
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Solución de hidróxido de amonio, 28% NH3 en H2O, ≥ Base de metal traza al 99,99% | Sigma-Aldrich | 338818-100ML | Reactivo nocivo: use equipo de protección personal |
| Frasco Dreschel, 500 ml | Ace Glass | 5516-16 | |
| Acetato de etilo, CHROMASOLVR Plus, para HPLC, 99,9% | Sigma-Aldrich | 650528-1L | Reactivo nocivo: use equipo de protección personal y trabaje en una campana |
| Alcohol etílico | Sigma-Aldrich | E7023 | Reactivo nocivo: use equipo de protección personal |
| Matraz evaporador, 50 ml, junta 24/40 | Sigma-Aldrich | Z515558 | Para uso con rotoevaporador |
| Papel de filtro, 3 cm de diámetro, grado 1 | Fisher | 09-805P | Para usar con embudo de filtro de vidrio |
| Vasos de precipitados de vidrio, 1 L | Fisher | FB-101-1000 | Para lavar SPIONs |
| Embudo de filtro de vidrio, adaptador de manguera de vacío, para 24/40, 30 mL | Fisher | K954100-0344 | |
| Tapones de vidrio para viales | Fisher | 03-391-46 | Para usar con viales de vidrio Viales de |
| vidrio, 2 ml | Fisher | 03-391-44 | Para recolectar gel de magnetita & SPIONs |
| Hexano, CHROMASOLVR, para HPLC, ≥ 97.0% (GC) | Sigma-Aldrich | 34859-1L | Reactivo dañino: use equipo de protección personal y trabaje en la campana extractora |
| Ácido clorhídrico | Sigma-Aldrich | H1758 | Reactivo nocivo: use equipo de protección personal y trabaje en la campana extractora |
| Cloruro de hierro (II) tetrahidratado, ≥ 99.99% base de metales traza | Sigma-Aldrich | 380024-5G | Reactivo nocivo: use equipo de protección personal |
| Cloruro de hierro (III) anhidro, polvo, ≥ Base de metales traza al 99,99% | Sigma-Aldrich | 451649-1G | Reactivo nocivo: use equipo de protección personal |
| Calentador Isomantle, 500 mL | Voight Global | EM0500/CEX1 | |
| Mezclador de laboratorio | Silverson | L5M-A | |
| Liofilizador | Labconco | 7670520 | |
| Microespátulas | Fisher | 21-401-25A | Para la transferencia de magnetita gel |
| Imán de NdFeB, 1 pulgada x 1 pulgada x 1 | pulgada Imanes asombrosos | C1000H-M | Imán muy fuerte, maneje con cuidado |
| Ácido oleico, ≥ 99% (GC) | Sigma-Aldrich | O1008-5G | Almacenar en el congelador; Reactivo nocivo: use equipo de protección personal |
| Agitador aéreo | IKA | 2572201 | |
| Pinza para agitador aéreo | IKA | 2664000 | Para uso con agitador aéreo |
| Agitador aéreo Soporte en H IKA | 1412000 | Para uso con agitador | |
| Salina tamponada con fosfato | Life Technologies | 10010-023 | |
| Vasos de precipitados de plástico, 250 ml | Fisher | 02-591-28 | |
| PLGA PURASORB PDLG (mezcla 75/25) | Purac | PDLG 7502 | PDLG 7502A; Almacenar en el congelador |
| Pluronic F-127 polvo, BioReactivo, apto para cultivo celular | Sigma-Aldrich | P2443-250G | |
| Paleta de cuchilla expandible de PTFE, 8 mm de diámetro | SciQuip | SP4018 | |
| Adaptador de recipiente de PTFE, para paletas 24/40, 8 mm de diámetro | Adaptador de recipiente de PTFE Monmouth Scientific A480 | Para usar con paleta de cuchilla expandible de PTFE | |
| Enfriador de recirculación | Clarkson | 696613 | Para usar con rotoevaporador |
| Condensador de reflujo, para 24/40, 250 mm | Ace Glass | 5997-133 | |
| Rotoevaporador | Clarkson 216949 | ||
| Tabiques de goma, se adapta a 24/40 | Ace Glass | 9096-56 | |
| Embudo separador con tapón, 250 ml | Fisher | 10-438E | |
| Sulfato de sodio ACS reactivo, ≥ 99.0%, anhidro, granular | Sigma-Aldrich | 239313-500G | |
| Matraz de fondo redondo de tres cuellos, acodado, 24/40 juntas, 500 ml | Ace Glass | 6948-16 | |
| Limpiador ultrasónico bandeja perforada | Fisher | 15-335-20A | Para usar con limpiador ultrasónico |
| Limpiador ultrasónico, 2,8 L | Fisher | 15-335-20 | |
| Controlador de vacío | Clarkson | 216639 | Para uso con rotoevaporador (opcional) |
| Vacío bomba | Clarkson 219959 | Para uso con rotoevaporador |
Referencias
- 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.
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Reimpresiones y permisos
