في هذه الدراسة ، تم وصف طريقة لتصنيع مجموعات صغيرة جدا من الجسيمات النانوية المتوافقة حيويا ، بالإضافة إلى العديد من الطرق المختبرية التي يمكن من خلالها تقييم تفاعلاتها الخلوية.
مقالة منهجية
في هذه الدراسة ، تم وصف طريقة لتصنيع مجموعات صغيرة جدا من الجسيمات النانوية المتوافقة حيويا ، بالإضافة إلى العديد من الطرق المختبرية التي يمكن من خلالها تقييم تفاعلاتها الخلوية.
واعدة كبيرة لتطبيقات الاستهداف داخل الخلايا ، مما يوفر آلية لتغيير الإشارات الخلوية والتعبير الجيني على وجه التحديد. في تحقيق سابق ، تم توضيح تخليق الجسيمات النانوية الدهنية الصلبة الصغيرة جدا (SLNs) لتوصيل الأدوية الموضعية وتطبيقات الكشف عن المؤشرات الحيوية. SLNs هي مثال مدروس جيدا لنظام توصيل الجسيمات النانوية الذي ظهر كوسيلة واعدة لتوصيل الأدوية. في هذه الدراسة ، تم تحميل SLNs بصبغة فلورية واستخدمت كنموذج للتحقيق في تفاعلات الجسيمات والخلية. تم استخدام طريقة درجة حرارة انعكاس الطور (PIT) لتخليق مجموعات صغيرة جدا من الجسيمات النانوية المتوافقة حيويا. تم استخدام اختبار 3- (4،5-dimethylthiazol-2-yl) -2،5-diphenylphenyletrazolium bromide (MTT) من أجل تحديد مستويات الجرعات المناسبة قبل دراسات تفاعل الجسيمات النانوية والخلية. علاوة على ذلك ، تعرضت الخلايا الليفية الجلدية البشرية الأولية والخلايا المتغصنة للفأر ل SLN المحملة بالصبغة بمرور الوقت وتم تمييز التفاعلات فيما يتعلق بالسمية وامتصاص الجسيمات باستخدام الفحص المجهري الفلوري وقياس التدفق الخلوي. أظهرت هذه الدراسة أن SLNs صغيرة جدا ، كنظام توصيل للجسيمات النانوية ، مناسبة للاستهداف داخل الخلايا لأنواع مختلفة من الخلايا.
وقد أظهرت وسائل إيصالها القائم على جسيمات متناهية الصغر وعودا كبيرة للتطبيقات التي تستهدف الخلايا، وتوفير آلية لتغيير وجه التحديد الإشارات الخلوية والتعبير الجيني. هذه المركبات يمكن تحميلها مع المخدرات، والبروتينات، والأحماض النووية مصممة للتأثير الاستجابات الخلوية وتحقيق التأثير المطلوب في الأنسجة المستهدفة. تم استكشاف العديد من أنواع nanocarriers لفائدة علاجية وتشخيصية بما في ذلك الدهون، والبوليمرات، والسيليكون، والمواد المغناطيسية. هذه النظم هي جذابة نظرا لقدرتها على العقاقير الموضعية، وزيادة التركيز العلاجي في الأنسجة المستهدفة، والحد من سمية جهازية.
النانوية الدهون الصلبة (SLNs) هي مثال مدروسة لنظام تسليم جسيمات متناهية الصغر التي برزت باعتبارها واعدة المركبات تسليم المخدرات في السنوات الأخيرة. SLNs يمكن أن تصاغ بسهولة لتطبيقات متعددة بما في ذلك 1 الاستشعار البيولوجية، ومستحضرات التجميل 2، ورتسليم herapeutic 3-7. تنبع فائدتها من حقيقة أنها تتألف بالكامل من resorbable، والدهون غير سامة، مما أدى إلى تعزيز توافق مع الحياة. خلال التوليف، ويمكن إدراج الأدوية محبة للدهون في المركبات SLN، وبالتالي زيادة القابلية للذوبان في المخدرات وصلاحيتها للبالحقن. سيارات SLN يساعد أيضا على تحقيق الاستقرار العلاجات مغلفة، والحد من تدهورها وإزالة الألغام، وتعظيم العمل العلاجي. هذه المركبات بشكل خاص مناسبة تماما لطويل المفعول، والأعمال التحضيرية تسيطر عليها الافراج عن نظرا لاستقرارها في درجة حرارة الجسم 3،4،8،9. الأهم من ذلك، تغليف الأدوية النانوية في الدهون يغير ملامح الدوائية الجوهرية للجزيئات الدواء. وهذا يوفر ميزة محتملة من خلال السماح بإطلاق سراح تسيطر المخدرات مع مؤشر العلاجي الضيق. معدل الإفراج عن العلاجات-أدرجت SLN يمكن ضبطها على أساس معدل التحلل الدهني أو معدل انتشار المخدرات فيمصفوفة الدهون.
وغالبا ما المهندسة SLNs تتراكم في الأنسجة المستهدفة المحددة. على سبيل المثال، حجمها (عادة أكبر من 10 نانومتر) يقوي الاحتفاظ في الدورة الدموية، حيث الأوعية الدموية المتسرب من نسيج الورم يسهل ترسب. وبالإضافة إلى ذلك، فقد تبين أن طريقة التعاطي الجسيمات لتغيير biodistribution مع القدرة على استهداف البنى فسيولوجية معينة مثل الغدد الليمفاوية 10،11. على ترسب في الأنسجة المستهدفة، وتحقيق التفاعلات الخلوية المناسبة واستيعاب نهاية المطاف النانوية يشكل تحديا نظرا لقدرة أغشية الخلايا للسيطرة بشكل انتقائي تدفق الأيونات والجزيئات داخل وخارج الخلية 12. لتسهيل امتصاص الخلوية، فمن الممكن تعديل nanocarriers مع بروابط معينة بما في ذلك الببتيدات، جزيئات صغيرة، والاجسام المضادة 13،14. العديد من الآليات بما في ذلك اختراق السلبي والنقل النشط النانويةعبر غشاء الخلية قد تم وصفها سابقا 3،12،15. بشكل عام، وقد ثبت أن تفاعلات الخلايا جسيمات متناهية الصغر تتأثر الخصائص الفيزيائية للجسيمات النانو بما في ذلك الحجم والشكل، وتهمة السطحية والكيمياء السطحية، بالإضافة إلى المعلمات خلية محددة مثل نوع من الخلايا أو الخلية مرحلة دورة 12.
أظهر تحقيق سابق توليف الفرعية 10 SLNs نانومتر للالموضعية 16 و العلامات البيولوجية التطبيقات كشف 1 باستخدام طريقة درجة الحرارة مرحلة انقلاب (PIT) 17. هذه هي طريقة تركيب لطيف حيث 2 يبقى التكوين المستمر بينما يتم تغيير درجة الحرارة تدريجيا. التقليب المستمر من الحل ساخنة، لأنه يبرد إلى نتائج RT في nanoemulsion. ينتج عن هذه العملية في تركيب SLNs مع حجم أصغر الجسيمات 1 من ذلك ذكرت سابقا باستخدام أساليب مختلفة لتركيب الدهون نانoparticles 17-22. مقياس حجم الناتج أقل من 20 نانومتر، ويوفر ميزة لتطبيقات استهداف الخلايا نتيجة لزيادة مساحة السطح والإمكانات لتعزيز التفاعلات الخلوية.
A التخطيطي SLNs، وتهدف إلى تقديم صبغة الفلورسنت أو العلاجية، ويظهر في الشكل 1. تتكون SLNs من الدهون الداخلية (على سبيل المثال، ألكان الخطية) السماح بإدماج المركبات محبة للدهون (على سبيل المثال، والأصباغ أو المداواة) والخارجي السطحي (السطحي غير أيوني على سبيل المثال، وخطي) تحيط بها المياه. في هذه الدراسة، تم تحميلها SLNs مع صبغة الفلورسنت وتستخدم كنموذج للتحقيق في التفاعلات خلية الجسيمات. تعرضت الخلايا الليفية الجلدية الإنسان الأساسية والخلايا الجذعية الماوس لتحميل صبغ SLN على مر الزمن من أجل توصيف التفاعلات فيما يتعلق سمية وامتصاص الجسيمات. وكان 3- (4،5-dimethylthiazol-2-يل) -2،5-diphenylphenyltetrazolium بروميد (MTT) فحص utiliزد من أجل تحديد مستويات الجرعات المناسبة. كانت المجهري مضان والتدفق الخلوي اثنين من الأساليب المستخدمة لفحص امتصاص الجسيمات في المختبر.

الشكل 1. رسم تخطيطي للSLN تبين المكونات الرئيسية. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. تجهيز SLNs

2. SLNs التفاعل مع الخلايا الليفية والخلايا الجذعية
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم استخدام أسلوب PIT لتجميع SLNs وتم تحديد درجة الحرارة مرحلة انعكاس باستخدام حمام مائي. كانت النماذج تسخن ببطء وتحريكها بلطف حتى ظهر حل واضح. درجة الحرارة المرحلة انعكاس لSLNs التي تستخدم فيها الدهون heneicosane 45 ° C. ويلخص الجدول 1 حجم الجسيمات، والتشتت المتعدد، نقطة انصهار والحرارة الكامنة لانصهار لSLNs. أدى SLNs تصنيعه باستخدام ظروف التصنيع المذكورة أعلاه في SLNs السيطرة وSLNs نير محملة متوسط قطرها الجسيمات من 18.59 و16.87 نانومتر ومع التش...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في هذه الدراسة، تم استكشاف توليف SLNs وتطبيقها للتطبيقات التي تستهدف الخلايا. وقد أظهرت هذه الجسيمات النانوية حيويا وعد بوصفها وسائل إيصال لتطبيقات متعددة بما في ذلك تسليم المخدرات، إسكات الجينات والتقنيات لقاح 25-30. تم توليفها SLNs الصغيرة جدا باستخدام عملية السطحية، واستكشفت تفاعلاتها مع خلايا الجلد الابتدائية والخلايا المناعية الأولية. وقد صممت SLNs لتشمل التغليف من صبغة الفلورسنت (نير)، الذي كان بمثابة البضائع العلاجية نموذجية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
البحث الذي تم الإبلاغ عنه في هذا المنشور من قبل قسم البحث والتطوير الاستكشافي في مختبر جونز هوبكنز للفيزياء التطبيقية ، ومكتب نقل التكنولوجيا ، وبرنامج زمالة ستيوارت إس جاني ، بالإضافة إلى المعهد الوطني للقلب والرئة والدم التابع للمعاهد الوطنية للصحة بموجب الجائزة رقم R21HL127355.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكاشف U1985IS جميع مكونات مجموعة فحص تكاثر الخلايا الكاملة مجموعة
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| الحيوي للنيل الأحمر (NiR) | Sigma | 19123 | ، مناسب للتألق ، & ge ؛ 98.0٪ |
| Heneicosane | Aldrich | 286052 | 98٪ |
| Brij O10 | Sigma | P6136 | Brij 97 ، C18-1E10 ، Polyoxyethylene (10) أوليل الأثير |
| Water | Sigma | W3500 | معقم مفلتر ، كاشف حيوي ، مناسب لفلتر حقنة ثقافة الخلايا |
| 0.2 وميكرو ؛ م غشاء سوبور منخفض البروتين ملزمة | علوم الحياة | PN4612 | نانوتراك الترا غير الحمايي |
| & nbsp ؛ | الرقم التسلسلي | Microtrac | |
| كالوريمتر المسح التفاضلي | للأداة Mettlet-Toledo | Instument | |
| الخلايا الليفية البشرية الأولية ؛ | Life Technologies | C-004-5C | Neonatal (HDFn) |
| Medium 106 | Life Technologies | M-106-500 | وسيط سائل معقم لزراعة الخلايا الليفية الجلدية البشرية. |
| مجموعة مكمل نمو المصل المنخفض (مجموعة LSGS) | Life Technologies | S-003-K | LSGS |
| MTT | Trevigen | 4890-025-K | حساسة لقياس تكاثر الخلايا بناء على تقليل ملح التيترازوليوم ، 3- [4،5-ثنائي ميثيل ثيازول-2- يل] -2،5-ثنائي فينيل-تيترازوليوم بروميد (MTT) |
| قارئ الصفيحة الدقيقة Safire2 | Tecan | ---- | أداة |
| الفوسفات المخزنة الملحية | سيجما | P5493 | للبيولوجيا الجزيئية |
| الفئران المؤتلف GM-CSF & nbsp ؛ | Peprotech | 315-03 | >97٪ ، بواسطة SDS-PAGE في ظل ظروف مخفضة وتصورها بقعة الفضة. |
| الفئران المؤتلفة IL-4 ؛ | Peprotech | 214-14 | >97٪ ، بواسطة SDS-PAGE في ظل ظروف التقليل وتصورها بقعة الفضة. |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن