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Ein Endotoxin ist ein Baustein der gramnegativen bakteriellen Zellwand1,2. Es kann aktivieren Immunzellen auf sehr niedrige (Picogram) Konzentrationen1,2. Die proinflammatorischen Mediatoren (Zytokine, Leukotrienen, Eikosanoide, etc.) produziert von den Zellen als Reaktion auf ein Endotoxin sind verantwortlich für Fieber, Hypotonie, Hypertonie und schweren gesundheitlichen Problemen einschließlich Multiorganversagen 1 , 2 , 3. immunvermittelte Nebenwirkungen ausgelöst durch das Endotoxin Schweregrad auf seine Potenz durch die Endotoxin-Zusammensetzung und Struktur bestimmt und in internationalen Endotoxin Units (IUs oder EUs)3gemessen. Die Anzahl dieser Einheiten pro Kilogramm Körpergewicht wird verwendet, um eine pyrogene Schwellendosis von Endotoxin festgelegt. Diese Dosis ist 5 EU/kg für Arzneimittel über alle Routen aber die intrathekale Route verabreicht. Pro Quadratmeter Körperoberfläche, intraokulare Flüssigkeiten, radioaktive Arzneimittel und Produkte verabreicht über intrathekale Route dosiert Medikamente haben eine unterschiedliche pyrogene Schwellendosis, die 100 EU/m2, 0,2 EU/mL, 175 EU/V (wo V ist die Volumen des Produktes für die Verwaltung), und 0,2 EU/kg, bzw.4. Weitere Details über die pyrogene Schwellendosis für verschiedene Medikamente und Geräte werden zur Verfügung gestellt und4,5,6an anderer Stelle erläutert.
Tiere sind sehr unterschiedlich in ihrer Empfindlichkeit gegenüber Endotoxin-vermittelten Reaktionen. Menschen, nicht-menschlichen Primaten und Kaninchen sind unter den meisten extrem empfindlich auf Endotoxine3Arten. Endotoxin-vermittelte Nebenwirkungen bei Patienten zu vermeiden und zu verhindern, dass falsche Schlussfolgerungen der präklinischen Toxizität und Wirksamkeitsstudien, ist es wichtig, genau zu erkennen und zu quantifizieren, Endotoxine in beiden klinischen und präklinischen Grade Formulierungen. Einige derzeit verfügbare Methoden können diese Aufgabe erreichen. Eine davon ist die Probe, Limulus Amoebocyte Lysate (LAL), die häufig, weltweit zu Bildschirm biomedizinische Produkte für die mögliche Endotoxin Verunreinigung sowie verwendet wird zu bakteriellen Infektionen7,8,9zu erkennen. Die lysate aus Amöbozyten bereit ist, die Zellen im Blut von Pfeilschwanzkrebse Limulus Polyphemus präsentieren mit Wohnsitz in der Ostküste des Kontinents Nordamerika7. Interessanterweise gibt es ein paar verschiedene Arten von Pfeilschwanzkrebse (Tachypleus Gigas und Tachypleus Tridentatus) in Asien10. Tachypleus Amoebocyte Lysate (TAL) wird in mehreren asiatischen Ländern verwendet, für den Nachweis von Endotoxin ähnlich wie die LAL in anderen Cuntries10verwendet wird. Die Lysaten (LAL und TAL) enthalten eine Gruppe von Proteinen, die bei Aktivierung Protease-Aktivität zu verleihen. Eines dieser Proteine, die so genannte Faktor C wird bei Kontakt mit Endotoxin aktiviert. Aktivierten Faktor C spaltet Faktor B, die wiederum auch wird eine Protease und bindet sich ein Pro-gerinnende Enzym zu einer Blutgerinnung Enzym herzustellen. Das Ergebnis dieser Kette von Reaktionen ist die Bildung eines Gels, eine Erhöhung der in der Probe Trübung und in Anwesenheit von einem chromogenen Substrat, das Erscheinungsbild der ein farbiges Produkt, das als Grundlage für Gel-Clot, Trübung und chromogenen Tests dienen, bzw.. Zwar gibt es keine verbindlichen LAL-Format, die US Food and Drug Administration (FDA) erklärt in der Anleitung für Papier, Industrie, daß im Falle von Abweichungen in den Testergebnissen zwischen verschiedenen LAL-Formaten, die Entscheidung getroffen wird anhand der Gel-Clot-Assay5 .
Viele gängigen Laborchemikalien (zB., EDTA) und bekannte Droge Produkte (z. B. Penicillin) LAL stören assays11. Der Eingriff wird in der Regel durch Beurteilung der Erholung von der Endotoxin standard versetzt in einer bekannten Konzentration in einer Lösung, die das Testmaterial identifiziert. Wenn die Spitze Erholung weniger als 50 % oder mehr als 200 %, dann das Ergebnis der LAL assay für ist die gegebenen Testmaterial durch Hemmung oder Verstärkung, bzw.4ungültig. Nanotechnologie-basierte Formulierungen sind oft komplex und stören die LAL durch eine Vielzahl von Mechanismen12,13,14. Viele Ansätze sind beschrieben worden, um die Störungen zu überwinden: Probe Rekonstitution in speziellen Puffer und Tensiden, Protein-Inaktivierung durch Erhitzen, Vernichtung von Lipid-basierte hohl Material durch Erhitzen und Ergänzung der Probe mit Selbstbeteiligung zweiwertigen kationen5,12,13,14,15. Alternative Methoden für Situationen, in denen LAL Störungen überwunden werden kann sind auch beschrieben worden: ELISA, ein HEK-TLR4 Reporter Cell line Assay und Massenspektrometrie16,17,18, 19.
Experimentelle Verfahren für die Durchführung von Gel-Clot, Trübung und chromogenen LAL-Assays sind hier beschrieben. Diese Tests sind auch auf die Nanotechnologie Charakterisierung Lab (NCL) Webseite20 in Protokollen STE1.2 (Trübung LAL), STE1.3 (Gel-Clot LAL) und STE1.4 (chromogene LAL). Es wird empfohlen, mindestens zwei verschiedene Formate zur Charakterisierung der gleichen Nano-Formulierung durchzuführen. Wenn Ergebnisse der Trübung und chromogenen LAL nicht einverstanden sind, gelten die Gel-Clot Ergebnisse5. Wenn die Ergebnisse von zwei LAL Formaten nicht einverstanden sind, durchgeführt21zusätzliche Studien mit Monocyte Aktivierung Test (MAT) oder Kaninchen Pyrogentest (RPT), um LAL zu überprüfen sind. Es ist wichtig zu beachten, dass jede Methode Endotoxin-Erkennung und Pyrogenität Bewertung Vorteile und Einschränkungen21,22,23,24 hat. Grenzen des Verfahrens verwendet, um eine gegebene Nanotechnologie Formulierung charakterisieren zu erkennen ist wichtig, wissenschaftliche Rechtfertigung für die Anwendung des Verfahrens für die Nano-Formulierung optimal erhalten.
In dieser Studie wurde pegylierte liposomale Doxorubicin als Modell Nanopartikel Formulierung verwendet. Diese Formulierung wurde 1995 von der US-Zulassungsbehörde FDA genehmigt und zur Behandlung von Krebs-Patienten weltweit25.