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Methodenartikel

In vitro Phototoxizitäts-Assay: Eine PDT-basierte Methode zur Bewertung des phototoxischen Potenzials eines Photosensibilisators in Lungenkrebszellen

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30. April 2023

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Quelle: Chang, J. E., et al. Wirksamkeit der photodynamischen Therapie gegen Krebs mit Nanopartikeln, die auf Lungenkrebs abzielen.J. Vis. Exp.(2016).

Photodynamische Therapie (PDT) ist eine nicht-invasive und nicht-chirurgische Methode zur Behandlung von Lungenkrebs. Photosensibilisatoren reichern sich selektiv im Tumorgewebe an und führen in Gegenwart von Sauerstoff und der richtigen Wellenlänge des Lichts zum Absterben von Tumorzellen. In diesem Protokollvideo wird eine PDT-basierte Methode verwendet, um das phototoxische Potenzial eines potenziellen Photosensibilisators in Lungenkrebszellen zu bewerten.

Protokoll

1. Synthese von Hyaluronsäure-Ceramid (HACE)

  1. Solubilizieren Sie 12,21 mmol Hyaluronsäure (HA)-Oligomer und 9,77 mmol Tetra-n-Butylammoniumhydroxid (TBA) in 60 ml doppelt destilliertem Wasser (DDW). 30 Min. rühren.
  2. Um den DS-Y30-Linker zu synthetisieren, lösen Sie 8,59 mmol DS-Y30-Ceramid und 9,45 mmol Triethylamin in 25 ml Tetrahydrofuran (THF). Mit 8,59 mmol 4-Chlormethylbenzoylchlorid in THF mischen. 6 Std. bei 60 °C rühren.
  3. Die synthetisierten 8,10 mmol HA-TBA und 0,41 mmol DS-Y30-Linker werden in einem Gemisch aus THF und Acetonitril (4:1, v/v) gelöst. 5 Std. bei 40 °C rühren.
  4. Entfernen Sie Verunreinigungen durch Filtrieren mit einem Filtermittel und beseitigen Sie das organische Lösungsmittel durch Vakuumverdampfung. Das Produkt mit einer Dialysemembran (Molekulargewichtsgrenzwert: 3,5 kDa) reinigen und lyophilisieren.

2. Vorbereitung der Nanopartikel

  1. 1 mg HB und 1 mg Paclitaxel in 0,5 ml Dimethylsulfoxid (DMSO) auflösen und mit 0,5 ml DDW durch Vortex-Mischen für 5 min mischen. Lösen Sie dann HACE in dieser Mischung auf, indem Sie weitere 5 Minuten lang Vortex-Mischen durchführen.
  2. Um das Lösungsmittel zu entfernen, 4 Stunden lang bei 70 °C unter einem sanften Strom von Stickstoffgas erhitzen.
  3. Resuspendieren Sie den Film aus HACE, HB und Paclitaxel mit 1 ml DDW. Filtrieren Sie mit einem Spritzenvorsatzfilter (0,45 μm Porengröße), um unverkapselte Arzneimittel zu entfernen.

3. In-vitro-Phototoxizität

  1. Aufnahme von Nanopartikeln in Lungenkrebszelllinien
    1. Bereiten Sie RPMI-1640 Medium vor, das 10 % (v/v) fötales Rinderserum und 1 % (w/v) Penicillin-Streptomycin enthält.
    2. A549-Zellen werden in 24-Well-Zellkulturplatten mit einer Dichte von 1 × 105 Zellen/Well gesät (Tripplikate für jede Gruppe). 24 Stunden bei 37 °C in einer befeuchteten Atmosphäre mit 5 % CO2 und 95 % Luft inkubieren.
    3. Entfernen Sie nach der Zellanheftung das Medium und waschen Sie die Zellen durch Zugabe von 1 ml phosphatgepufferter Kochsalzlösung (PBS).
    4. Löse die Nanopartikel in PBS auf eine Endkonzentration von 2 μM/ml HB auf. Inkubieren Sie dann die Zellen mit 1 ml PBS, leeren NPs, HB-NPs oder HB-P-NPs in jeder Vertiefung für 4 Stunden im Dunkeln.
    5. Entfernen Sie die gesamte Lösung und waschen Sie die Zellen, indem Sie 1 ml kaltes PBS hinzufügen. Wiederholen Sie den Waschschritt noch einmal. Frisches Nährmedium hinzufügen.
  2. Assay zur Zellviabilität
    1. Legen Sie die Zellkulturplatte unter die PDT-Faser (mit 1 cm Abstand von der PDT-Faser zur Vertiefung). Tragen Sie eine Laserschutzbrille und beleuchten Sie die Zellen mit einem PDT-Laser (630 nm, 400 mW/cm 2) im Dunkeln für verschiedene Zeiträume: 0, 5, 10, 20, 30 und 40 Sekunden (0, 2, 4, 8, 12 und 16 J/cm2). Inkubieren Sie die Zellen dann 24 Stunden lang im Dunkeln.
    2. Aspirieren Sie das Medium und waschen Sie die Zellen durch Zugabe von 1 ml kaltem PBS. Wiederholen Sie den Waschschritt noch einmal.
    3. 10 μl Zytotoxizitätsmesslösung in jede Vertiefung geben. 2 Stunden im Dunkeln inkubieren.
    4. Messen Sie die Extinktion bei 450 nm mit einem Mikroplatten-Reader.

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Offenlegungen

Es wurden keine Interessenkonflikte angegeben.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Oligo-Hyaluronsäure Bioland Co., Ltd.
DS-Y30 (Ceramid 3B; hauptsächlich Noleoyl-Phytosphingosin)Verifizierter Lieferant - Doosan Biotech Co., Ltd.
Adipinsäure-Dihydrazid Sigma AldrichNr. A0638
N-(3-dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimidSigma Aldrich Artikel-Nr.: 39391
4-(Chlormethyl)benzoylchloridSigma Aldrich 270784
Paclitaxel Taihua Unternehmen
Spritzen-Vorsatz-FilterSartorius Stedim Biotech GmbHArtikel-Nr.: 17762 15 mm, RC, PP, 0,45 μm
RPMI-1640Gibco Life Technologies, Inc.Nr. 11875
Penicillin–StreptomycinGibco Life Technologies, Inc. Artikel-Nr.: 15070
Fötales Rinderserum Gibco Life Technologies, Inc.16140071
Celite (Filtermittel) Sigma Aldrich Artikel-Nr.: 6858Siehe Schritt 1.4

Tags

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