Name: Eine leichte und effiziente Ansatz für die Produktion von Reversible Disulfid Vernetzte Mizellen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-12-23T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 57 s
Description: Erfahren Sie die Synthese reversibel disulfid-vernetzter Mizellen für gezielte Arzneistoffabgabe in der Krebstherapie. Diese Methode ermöglicht großtechnische Produktion stabiler Nanoformulierungen.

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Die Autoren danken Frau Alisha Knudson für die redaktionelle Hilfe. Sie möchten sich auch für die finanzielle Unterstützung durch das NIH/NCI (3R01CA115483, an K.S.L.), den DoD PRMRP Award (W81XWH-13-1-0490, an K.S.L.), das NIH/NCI (1R01CA199668, an Y.L.) und das NIH/NICHD (1R01HD086195, an Y.L.) bedanken.

Ethik-Anweisung: Weibliche athymische Nacktmäuse (Nu / Nu-Stamm), 6-8 Wochen alt, wurden gekauft und dann unter keimfreien Bedingungen gehalten nach AAALAC Richtlinien und wurden für mindestens 4 Tage vor irgendwelchen Experimenten zu akklimatisieren gelassen. Alle Tierversuche wurden in Übereinstimmung mit den Richtlinien des Instituts durchgeführt und gemäß Protokoll Nr 07-13119 und Nr 09-15584, genehmigt durch den Einsatz von Tieren und Pflege Verwaltungs Advisory Committee an der University of California, Davis. 1. Synthese von TD PEG 5K -Cys 4 -Ebes 8 -CA 8 <ol><li> MeO-PEG 5K - NH 2 (2 g, 0,4 mmol) in 10 bis 20 ml wasserfreiem Dimethylformamid (DMF) und Chill auf Eis in einem Rundkolben, aufzulösen. </li><li> In einem Becherglas auflösen 3 Äquiv. von 1-Hydroxy-6-chlor-benzotriazol (HOBt), 3 equiv. von N, N &#39;-diisopropylcarbodiimide (DIC) und 3 equiv. von (Fmoc) 2 Lys-OH in wasserfreiem DMF (10-15 ml). Rühren Sie für 15-20 min auf einer magnetischen Rührplatte. </li><li> Fügen Sie die Mischung in den Reaktionskolben enthalten , die MeO-PEG 5K - NH 2. das Eisbad entfernen und rühren Sie das Reaktionsgemisch über Nacht bei Raumtemperatur. </li><li> Bestätigen Sie den Abschluss der Reaktion mit Dünnschichtchromatographie (TLC) 16 und Kaiser-Test 17 (eine gelbe Farbe zeigt das Fehlen von freien NH 2). Auszufällen , das Polymerprodukt 1 (MeO-PEG 5K -Lys (NH-Fmoc) 2) durch Zugabe von etwa 200 ml eiskaltem Ether zu dem Reaktionskolben. Trennen des ausgefällten Polymers durch Zentrifugation (6 min bei 6000 xg und 4 ° C). <ol><li> Zur Durchführung TLC, vor Ort die Proben an Kieselgel beschichtete DC-Platten. Verwenden von Dichlormethan / Methanol (9: 1) als mobile Phase. Beachten Sie Flecken unter einer UV-Lampe, nachdem sie die DC-Platten zu entwickeln. Man kann auch Färbereagenz verwenden Ninhydrin zu Amin Flecken auf einer heißen Platte visualisieren. </li><li> Für Kaiser Test, setzen Sie ein wenig von der Probe in Glasröhrchen Kaiser-Reagenz enthält. Erhitzen Sie es bei 100 ° C für 5 Minuten und suchen Sie nach dem Farbwechsel (wenn die Farbe der Lösung gelb bleibt, dann ist die Reaktion abgeschlossen ist). </li></ol></li><li> Wieder lösen das Produkt in wasserfreiem DMF (10-20 ml) und wiederholen Sie die Fällung und Zentrifugation (siehe Schritt 1.4). </li><li> Wiederholen Sie Schritt 1.5, und dann waschen Sie den Polymerniederschlag dreimal mit eiskaltem Äther. </li><li> Übertragen Sie das Polymerniederschlag 1 in ein sauberes Reaktionskolben und schließt den Kolben an einer Hochvakuumquelle , um die restliche Ether zu entfernen. </li><li> Bereiten Sie und fügen Sie ca. 20-30 ml 20% (v / v) 4-Methylpiperidin in DMF zu Polymer Zwischen 1. Rühren bis zur vollständigen Auflösung. Führen Sie die Reaktion für 3 Stunden. </li><li> Führen TLC 16 und Kaiser-Test (eine blaue Farbe bestätigt das Vorhandensein von freien NH 2) 17 (siehe Schritt 1.4) , um die completio zu bestätigenn der Reaktion. Wenn die Reaktion abgeschlossen ist, fahren Sie mit dem Etherfällung, wie für das Produkt 1 erwähnt (Schritte 1,4-1,6). </li><li> Trocknen des polymeren Produkts 2 (MeO-PEG 5K -Lys (NH 2) 2) unter einem Vakuum. </li><li> Führen Sie eine weitere Runde von (Fmoc) 2 Lys-OH-Kupplung auf Zwischenprodukt 2 (Schritte 1,1-1,7) zu erzeugen Produkt 3 (MeO-PEG 5K -Lys (Lys (NH-Fmoc) 2) 2). De-Schutz (Schritte 1,8-1,10) werden die Fmoc - Gruppen (4, MeO-PEG 5K -Lys (Lys (NH 2) 2) 2) und Paar (Schritte 1,1-1,7) , um das (Fmoc) Lys (Boc) -OH zu erzeugen eines dritten Generation dendritische Polylysin (5, MeO-PEG 5K -Lys-Lys 2 - ((Fmoc) Lys (Boc)) 4) terminiert mit vier Boc und Fmoc - Gruppen an einem Ende der PEG - Kette. </li><li> Übertragung der resultierenden Polymerzwischenprodukt 5 in einen Reaktionskolben. in wieeparate Reaktionskolben, bereiten 1: 1 (v / v) Trifluoressigsäure (TFA) in Dichlormethan (DCM). Hinzufügen 15-20 ml einer 1: 1 TFA / DCM (v / v) Mischung an das Polymerzwischenprodukt 5. Rühren Sie die Mischung, bis das Polymer vollständig gelöst ist. Rühre weitere 3 Stunden. </li><li> Führen TLC 16 und Kaiser-Test (eine blaue Farbe bestätigt das Vorhandensein von freien NH 2) 17 (siehe Schritt 1.4) , um die Beendigung der Reaktion zu bestätigen. Wenn die Reaktion vollständig ist, dampft das Polymer-in-TFA / DCM-Gemisch mit Luft, bis eine viskose Lösung erhalten wird. Fahren Sie mit dem Etherfällung, wie für das Produkt 1 erwähnt (Schritte 1,4-1,6). Trocknen das polymere Produkt 6 (MeO-PEG 5K -Lys-Lys 2 - ((Fmoc) Lys (NH 2)) 4) unter einem Vakuum. </li><li> Transfer Polymerzwischenprodukt 6 in einen Reaktionskolben. Verwenden etwa 40 ml wasserfreiem DMF, enthaltend 8 equiv. von N, N -diisopropylethylamine (DIEA) , um die Polymerzwischenprodukt 6 zu lösen. In einem Becherglas löst man 12 equiv. HOBt, 12 equiv. von DIC und 12 equiv. von (Fmoc) Cys (Trt) -OH in 20-25 ml wasserfreiem DMF. Schütteln für 10-15 Minuten, und fügen Sie dann das Reaktionsgemisch in den Reaktionskolben mit 6. Führen Sie die Reaktion über Nacht. </li><li> Bestätigen Sie den Abschluss der Reaktion mit TLC 16 und Kaiser-Test (siehe Schritt 1.4, eine gelbe Farbe zeigt das Fehlen von freien NH 2) 17. Wenn die Reaktion abgeschlossen ist, fahren Sie mit dem Etherfällung, wie für das Produkt 1 (Schritt 1,4-1,6) erwähnt, Produkt 7 (MeO-PEG 5K -Lys-Lys 2 zu isolieren - ((Fmoc) Lys - ((Fmoc) Cys (Trt))) 4. </li><li> Führen Fmoc de-Schutz auf 7, wie in Schritt 1.8 beschriebenen, zu erhalten Produkt 8 (PEG 5K -Lys-Lys 2 - (Lys (NH 2) - (Cys (NH 2) (Trt))) 4). Paar (Fmoc) -PEG 2 Suc--OH ( &quot;Ebes&quot; Linker, 24 Äquiv.) Auf einem Polymerzwischen mit dem oben beschriebene Verfahren für HOBt / DIC-vermittelte Kopplung zu erhalten Zwischen 9 (MeO-PEG 5K -Lys-Lys 2 -Lys 4 - (Cys (Trt) ) 4 (Ebes (NH-Fmoc)) 8). </li><li> Führen Sie eine weitere Runde von Fmoc de-Schutz (Schritte 1,6-1,8) zu erhalten Zwischenprodukt 10 (MeO-PEG 5K -Lys-Lys 2 -Lys 4 - (Cys (Trt)) 4 (Ebes (NH 2)) 8). </li><li> Übertragen Sie die Polymerzwischenstufe 10 in einen Reaktionskolben und fügen wasserfreiem DMF (ca. 30-40 ml) , um es aufzulösen. In einem anderen Reaktionskolben, lösen sich 24 equiv. von CAOSu (hergestellt nach dem zuvor veröffentlichten Verfahren) in wasserfreiem DMF (20-30 ml) 18. In 48 equiv. von N, N - Diisopropylethylamin und lassen Sie es für 10-15 min rühren. Übertragen Sie den Inhalt in den Reaktionskolben mit 10 und ließ den Reaktionslauf overnight. </li><li> Bestätigen Sie den Abschluss der Reaktion mit TLC 16 und Kaiser-Test (siehe Schritt 1.4, eine gelbe Farbe zeigt das Fehlen von freien NH 2) 17. Wenn die Reaktion abgeschlossen ist, fahren Sie mit dem Etherfällung, wie für das Produkt 1 erwähnt (Schritte 1,4-1,6) zu isolieren Produkt 11 (MeO-PEG 5K -Lys-Lys 2 -Lys 4 - (Cys (Trt)) 4 -Ebes 8 -CA 8). Dialysieren es in deionisiertem Wasser und lyophilisieren der Probe um ein weißes Pulver zu ergeben. </li><li> Legen Sie das Polymerzwischenprodukt 11 in einen Reaktionskolben. Bereiten Sie und fügen Sie 20 ml des TFA / 1,2-Ethandithiol (EDT) / Triethylsilan (TIS) / H 2 O (94 / 2,5 / 1 / 2,5, v / v) Mischung in die Polymerlösung. Rühren Sie die Mischung bis zur vollständigen Auflösung. Führen Sie die Reaktion für 4 Stunden. Bestätigen der Beendigung der Reaktion durch TLC 16. </li><li> Unter der Dunstabzug, blasen Luft in das Polymer-TFA / EDT / TIS / H 2O-Mischung, bis die Lösung viskos. Fahren Sie mit dem Etherfällung, wie für das Produkt 1 erwähnt (Schritte 1,4-1,6), das Endprodukt zu isolieren, 12 (PEG 5K -Cys 4 -Ebes 8 -CA 8). Löst ihn in Acetonitril und lyophilisieren es ein weißes Pulver zu ergeben. </li></ol> 2. Herstellung von PTX belasteten Micellen <ol><li> Bereiten Sie eine PTX belastetes PEG 5K -Cys 4 -Ebes 8 -CA 8 Mizellen die Standard - Verdampfungsverfahren verwendet wird . <ol><li> Man löst 20 mg des TD mit einer unterschiedlichen Menge an PTX (1-9 mg) in 1 ml Chloroform (CHCl 3). Entfernen des Lösungsmittels am Rotationsverdampfer unter Verwendung eines homogenen, trockenen Polymerfilm zu erhalten. Rekonstituieren der Film mit 1 ml phosphatgepufferter Kochsalzlösung (PBS) durch Wirbel, gefolgt durch Beschallung für 30 min bei 40 kHz, falls notwendig, die Bildung von wirkstoffbeladenen Mizellen zu ermöglichen. </li><li> Hinzufügen 6 ul 3% (w / w) H 2 O 2 (1 Äquiv. FRee den Thiolgruppen) die Thiolgruppen auf dem TD zu oxidieren. Verwenden Sie die Mizellen - Lösung für die weitere Charakterisierung einmal das Niveau der freien Thiolgruppen bleibt bei konstant niedrigen Werten, wie 19 von Ellman-Test zeigte. </li><li> Filtern der Lösung mit einem 0,22-um-Filter, um die Probe zu sterilisieren. Analyse der Menge an Arzneimittel in den Mizellen auf einem 20 - System HPLC geladen , nachdem die Medikamente aus den Mizellen durch Zugabe von Löse 9mal Acetonitril und die Durchführung 10 min Beschallung. Verwenden Sie eine C18-Säule für HPLC mit Acetonitril / Wasser als mobile Phase. </li><li> Berechne die Wirkstoffbeladung nach der Kalibrierungskurve zwischen den HPLC - Flächenwerten und den Konzentrationen des Arzneimittels Standard 11. HINWEIS: Die Beladungseffizienz als das Verhältnis von Arzneimittel in die Mizellen auf den Anfangswirkstoffgehalt geladen definiert ist. </li></ol></li></ol> 3. Charakterisierungen von Mizellen <ol><li> Messen der Größe und Größenverteilung der micelles mit einer dynamischen Lichtstreuung (DLS) Instrument 29. Führen Sie die Messungen bei Raumtemperatur und halten Sie die Micellenkonzentration bei 1 mg / ml. HINWEIS: Um die Partikelgrößenanalyse durchzuführen, verwenden PBS als leer, und dann die Partikelgröße für den tatsächlichen Proben aufzuzeichnen. Nehmen Sie die Messwerte in dreifacher Ausfertigung für Proben, und dann die Messwerte gemittelt. </li><li> Verwenden Fluoreszenzspektren der kritischen mizellaren Konzentration (CMC) von PEG 5K -Cys 4 -Ebes 8 -CA 8 vor und nach der Vernetzung mit Pyren als hydrophobe fluoreszierende Sonde zu messen, wie zuvor beschrieben 13,21. HINWEIS: In der Regel reicht die Mizellenkonzentration von 5 × 10 -7 bis 5 × 10 -4 M. </li></ol> 4. Stabilität der Mizellen in SDS mit oder ohne Reduktionsmittel <ol><li> Vorbereitung Stammlösungen von Natriumdodecylsulfat (SDS) Lösung (7,5 mg / ml) und Disulfid vernetzte Mizellen (1,5 mg / ml) in PBS. Als nächstes udie Stammlösungen singen, eine Lösung Mischung die endgültige SDS-Konzentration bei 2,5 mg / ml, und die Mizellen-Konzentration bei 1,0 mg / ml, in dem zu machen. </li><li> Messen der Größe und Größenverteilung der Mizelle-Lösungen in vorgegebenen Zeitabständen mit oder ohne die Gegenwart von 10 mM Glutathion (GSH) (wie in Schritt 3.1 erwähnt). </li></ol> 5. Hämolyse-Assay <ol><li> Bewerten Sie die hämolytische Potenzial der PTX-geladen, nicht-vernetzte Mizellen (PTX-NCM) , hergestellt nach zuvor veröffentlichten Verfahren 11 und PTX belasteten vernetzte Mizellen (PTX-DCMs) mit frischen Citratblut von Nacktmäusen aus den gesammelten Schwanz Schleier. <ol><li> Sammeln der roten Blutzellen durch Zentrifugation der Blutprobe (1,0 ml) bei 1.000 xg für 10 min, wasche sie dreimal mit PBS, dann Resuspendieren der Zellpellets mit PBS auf eine Endkonzentration von 2%. </li></ol></li><li> Mischen Sie 200 ul Erythrozytensuspension mit unterschiedlichen Konzentrationen (0,2 und 1,0mg / ml) von PTX-NCM und PTX-DCMs sind und bei 37 ° C in einem Inkubator-Schüttler für 4 Stunden inkubiert. </li><li> Zentrifugieren der Micelle-Erythrozyten Mischungen bei 3.000 xg für 5 min. Transfer von 100 &amp; mgr; l des Überstands aller Proben in eine 96-Well-Platte. Messen Sie die Absorption von freiem Hämoglobin im Überstand bei 540 nm eine Mikroplattenleser verwenden. HINWEIS: RBCs inkubiert mit Triton-100 (2%) und PBS sind die positive und negative Kontrollen verwendet werden, respectively. Die prozentuale Hämolyse der RBCs wird mit folgender Formel berechnet wird : RBC - Hämolyse = (OD Probe - OD Negativkontrolle) / (OD positive Kontrolle - OD negative Kontrolle) × 100%. </li></ol>

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 <a target="_blank" href="http://www.vahitech.com/Assets/Nano(US)Web.pdf">http://www.vahitech.com/Assets/Nano(US)Web.pdf</a> (2006).</li>
</ol>

Y. Li und K.S.L. sind die Erfinder eines anhängigen Patents auf reversibel vernetzte Mizellensysteme (US-Patentanmeldung 61/485,774). K.S.L. ist der Gründungswissenschaftler von LamnoTherapeutics Inc., die plant, die im Manuskript beschriebenen Nanotherapeutika zu entwickeln. Die übrigen Autoren erklären keine konkurrierenden finanziellen Interessen.

Mehrere Nanopartikel wurden für ihre mögliche Verwendung in Medikamentenabgabe untersucht. Liposomales Doxorubicin und Paclitaxel (PTX) -beladene Humanserumalbumin Nanoaggregaten unter den nanotherapeutics von der FDA zur Behandlung von Krebs zugelassen sind. Obwohl jedoch klinisch wirksam sind beide dieser nanotherapeutics relativ &quot;groß&quot; in der Größe, und sie neigen dazu, in der Leber und Lunge anreichern. Polymere Mizellen mit relativ kleineren Partikelgrößen und höhere Wirkstoffbeladung Kapazitäten entstehe...

Die Nanotechnologie ist eine sich schnell entwickelnden Feld , das eine Reihe von biomedizinischen Bereichen 1 profitiert hat. Nanopartikel bieten Möglichkeiten für die Gestaltung und Abstimmung Eigenschaften, die nicht möglich mit anderen Typen von konventionellen Therapeutika sind. Nano-Carrier , die Stabilität von Medikamenten gegen biologischen Abbau zu verbessern, Drogenzirkulationszeit verlängern, Arzneistofflöslichkeit Probleme zu überwinden, und kann für eine gezielte Arzneimittelabgabe und für die Co-Abgabe - Bildgebungsmittel 1,2 fein abgestimmt werden. Nanopartikel-basierten Delivery-Systeme halten Versprechen in der Tumordiagnostik und Behandlung. Tumorgefäßsystemen sind undicht Makromoleküle und können über die erhöhte Permeabilität und Retention (EPR) Effekt 3 von zirkulierenden Nanopartikel an Tumorstellen zu Vorzugs Akkumulation führen. Unter den verschiedenen Nanoträger (zB Liposomen, Hydrogele und polymere Mizellen) , die aktiv als Träger für Medikamente gegen Krebs verfolgt werden, haben polymere Mizellen große Popularität über th gewonnene letzten zehn Jahren 4,5. Polymere Mizellen sind ein thermodynamisches System, das, bei intravenöser Applikation, potentiell unterhalb der kritischen Mizellenkonzentration (CMC) verdünnt werden, was zu ihrer Dissoziation in Unimere. Die Vernetzung Strategien wurden eingesetzt, um mizellare Dissoziation in Unimere minimieren. Jedoch übermäßig stabilisierten Micellen kann das Arzneimittel durch die Freisetzung an den Zielstellen zu verhindern, wodurch die Gesamt therapeutische Wirksamkeit reduziert. Das Vernetzungs abbaubaren in Reaktion auf machen erforscht Redox- oder auf externe Stimuli, wie reduzierbare Disulfidbindungen 6,7 und pH spaltbare 8 oder hydrolysierbaren Esterbindungen 9,10 mehrere chemische Ansätze wurden. Wir haben bereits berichtet , das Design und die Synthese von mizellaren Nanopartikel bestehend aus dendritischen Cholsäure (CA) blockiert und lineare Polyethylenglykol (PEG) -Copolymeren, die als telodendrimers (TD) 11-15 </sup&gt;. Diese TDs sind dargestellt als PEG nK -CAy (wobei n = Molekulargewicht in Kilodalton (K), y = Anzahl der Cholsäure (CA) units). Sie zeichnen sich durch ihre geringe Größe, lange Haltbarkeit gekennzeichnet, und eine hohe Effizienz in Einkapseln Wirkstoffen wie Paclitaxel (PTX) und Doxorubicin (DOX) in dem hydrophoben Kern. Die Bausteine ​​von TD, wie PEG, Lysin und CA, sind biokompatibel, und die Anwesenheit einer PEG corona kann eine &quot;stealth&quot; Nanoteilchen Charakter verhindert unspezifische Aufnahme von mizellaren Nanopartikel von den retikuloendothelialen Systemen verleihen. Thiolierte linear-dendritischen Polymere lassen sich leicht durch die Einführung von Cysteinen in die dendritischen Oligo-Lysin Rückgrat unserer Standard-TDs erzeugt werden. Dieser Artikel stellt eine einfache Protokoll zur Herstellung eines reversibel vernetzten mizellaren Arzneimittelabgabesystem durch Disulfid - Vernetzungen in den hydrophoben Kern von TDs (Abbildung 1) eingeführt wird .

<table><tbody><tr><td>MeO-PEG5K-NH2</td><td>Rapp Polymere</td><td>125000-2</td><td></td></tr><tr><td>Fmoc-Lys(Fmoc)-OH</td><td>Aaptec</td><td>AFK107</td><td></td></tr><tr><td>Fmoc-Lys(Boc)-OH</td><td>Anaspec</td><td>AS-20132</td><td></td></tr><tr><td>Fmoc-Cys(Trt)-OH</td><td>Aapptec</td><td>AAC105</td><td></td></tr><tr><td>Dimethylformamid</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP1160-4</td><td></td></tr><tr><td>Ethylether</td><td>Fisher Scientific</td><td>E134-20</td><td></td></tr><tr><td>N,N-Diisopropylethylamin</td><td>Sigma Aldrich</td><td>D125806</td><td></td></tr><tr><td>Trifluoressigsäure</td><td>Sigma Aldrich</td><td>T6508</td><td>Ätzend, vorsichtig mit</td></tr><tr><td>4-Methylpiperidin</td> umgehen <td>Alfa-Aesar</td><td>L-02709</td><td></td></tr><tr><td>Ebes Linker</td><td>Anaspec</td><td>AS-61924</td><td></td></tr><tr><td>Cholsäure</td><td>Sigma Aldrich</td><td>C1129</td><td></td></tr><tr><td>1,2-Ethanedithiol</td><td>Sigma Aldrich</td><td>02390</td><td>Griff innen Abzug. Handschuhe nach Gebrauch bleichen.</td></tr><tr><td>Triisopropylsilan</td><td>Sigma Aldrich</td><td>233781</td><td></td></tr><tr><td>Chloroform (wasserfrei)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>288306</td><td></td></tr><tr><td>Wasserstoffperoxidlösung 30%</td><td>Aaron Industries</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>HoBt-Cl</td><td>Aaptec</td><td>CXZ096</td><td></td></tr><tr><td>DIC</td><td>Sigma Aldrich</td><td>D125407</td><td></td></tr><tr><td>Weibliche athyme Nacktmäuse (Nu/Nu-Stamm), 6&ndash; Alter 8 Wochen</td><td>Harlan (Livermore, Kalifornien)</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

eine leichte und effiziente ansatz für die produktion von reversible disulfid vernetzte mizellen

A Facile and Efficient Approach for the Production of Reversible Disulfide Cross-linked Micelles

Nanomedizin ist eine neue Form der Therapie, die die einzigartigen Eigenschaften von Teilchen nutzt, die Nanometer-Skala für die biomedizinische Anwendung sind. Die Verbesserung der Arzneimittelabgabe zu therapeutischen Ergebnisse zu maximieren und Drogen-assoziierte Nebenwirkungen zu reduzieren, sind einige der Eckpfeiler der heutigen Nanomedizin. Nanopartikel haben insbesondere eine breite Anwendung in der Krebstherapie gefunden. Nanopartikel, die ein hohes Maß an Flexibilität in Design, Anwendung bieten, und die Produktion auf der Tumor-Mikroumgebung basieren projiziert effektiver mit schnellen Übersetzung in die klinische Praxis zu sein. Der polymere mizellaren Nanoträger ist eine beliebte Wahl für Drug-Delivery-Anwendungen. In diesem Artikel beschreiben wir ein einfaches und wirksames Protokoll für wirkstoffbeladene, Disulfid- vernetzte Mizellen auf der Basis der Selbstorganisation von einem gut definierten amphiphilen dendritischen linear-Copolymer (telodendrimer, TD) zu synthetisieren. TD besteht aus Polyethylen gl zusammengesetztycol (PEG) als hydrophiles Segment und ein thiolierten Cholsäure cluster als kernbildende hydrophobe Einheit gebunden schrittweise an ein Amin-terminiertes PEG-Peptid unter Verwendung basierten Lösungschemie. Chemotherapeutika, wie Paclitaxel (PTX), kann unter Verwendung einer Standard-Lösungsmittelverdampfungsverfahren geladen werden. Die O 2 -vermittelte Oxidation wurde zuvor verwendet intra-micellaren von freien Thiolgruppen auf der TDs Vernetzungen Disulfid zu bilden. Allerdings war die Reaktion langsam und nicht durchführbar für die großtechnische Produktion. Kürzlich wurde eine H 2 O 2 -vermittelten Oxidationsverfahren als ein durchführbarer und effizienten Ansatz untersucht, und es war 96 - mal schneller als die zuvor beschriebene Verfahren. Mit diesem Ansatz 50 g PTX belastetes, Disulfid vernetzten Nanoteilchen wurden mit enger Korngrößenverteilung und eine hohe Wirkstoffbeladung Effizienz erfolgreich hergestellt. Die Stabilität der resultierenden Mizellen-Lösung wird analysiert unter Verwendung stören Bedingungen wie Koinkubation with eines Detergens Natriumdodecylsulfat, mit oder ohne Reduktionsmittel. Die wirkstoffbeladenen, Disulfid- vernetzte Mizellen zeigten weniger hämolytische Aktivität im Vergleich zu ihren nicht-vernetzten Pendants.

Herstellung und Charakterisierung von wirkstoffbeladenen, Disulfide Vernetzte Micellen Amphiphile Polymer PEG 5K -Cys 4 -Ebes 8 -CA 8 ist eine dendritische Polymer in der Lage , eine Disulfid - vernetztes micellaren System für die Krebsmedikamentenabgabe zu bilden. Strukturell ist es als dendritischen Oligomer von Cholsäuren (hydrophobe Domäne), die mit einem Ende des linearen PEG-Molekül (hydrophil...

Um Krebsmedikamente mit hoher Spezifität und reduzierten Nebenwirkungen an Tumorstellen zu bringen, sind neue Methoden auf Basis von Nanopartikeln erforderlich. Hier beschreiben wir disulfidvernetzte Mizellen, die durch Wasserstoffperoxid-vermittelte Oxidation leicht hergestellt werden können und in der Lage sind, unter einer reduzierenden Tumorumgebung effizient zu dissoziieren, um Nutzlasten freizusetzen.

Eine leichte und effiziente Ansatz für die Produktion von Reversible Disulfid Vernetzte Mizellen

Nanomedicine is an emerging form of therapy that harnesses the unique properties of particles that are nanometers in scale for biomedical application. ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, ein einfaches und effektives Protokoll für die Synthese von wirkstoffbeladenen Disulfid-vernetzten Mizellen für die gezielte Wirkstoffabgabe bereitzustellen. Diese Methode kann helfen, Fragen im Bereich der Nanomedizin zu beantworten. Zum Beispiel, wie man effektiv stabile Nanoformulierungen herstellt.Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie es uns ermöglicht, disulfidvernetzte Mizellen in großem Maßstab einfach zu synthetisieren, was für klinische Studien an Patienten äußerst wünschenswert ist. Um dieses Verfahren zu beginnen, geben Sie zwei Gramm monomethylterminiertes Polyethylenglykolmonoamin in einen Rundkolben. Fügen Sie zehn Milliliter wasserfreies DMF hinzu, um es aufzulösen.Auf Eis chillen. Drei Äquivalente von Hydroxybenzotriazol, drei Äquivalente von DIC und drei Äquivalente von di-eth-moc-geschütztem Lysin werden in einen Rundkolben gegeben. Als nächstes fügen Sie zehn Milliliter wasserfreies DMF hinzu.Rühren Sie die Mischung 20 Minuten lang auf einer magnetischen Rührplatte um. Dann wird die Mischung in den Rundkolben gegeben, der monomethylterminiertes Polyethylenglykol enthält. Nehmen Sie den Kolben mit rundem Boden aus dem Eisbad und rühren Sie ihn über Nacht bei Raumtemperatur um.Sobald das Rühren abgeschlossen ist, bestätigen Sie den Abschluss der Reaktion, wie im Textprotokoll beschrieben. 200 Milliliter eiskalten Äther in den Reaktionskolben geben. Zentrifugieren Sie bei 6.000 x g für sechs Minuten bei vier Grad Celsius Um das gefällte Polymer zu trennen.Wiederholen Sie den Fällungs- und Zentrifugationsvorgang zweimal und lösen Sie das Produkt jedes Mal vor der Fällung in 10 Millilitern DMF auf. Waschen Sie das Polymer dann dreimal mit eiskaltem Äther ab. Schließen Sie das Rohr an eine Hochvakuumquelle an, um den restlichen Äther zu entfernen.Geben Sie danach 20 Milliliter 20%4-Methylpiperidin in DMF zum Polymer. Rühren, bis die Auflösung abgeschlossen ist. Lassen Sie die Reaktion drei Stunden lang Spaß haben.Nachdem Sie den Abschluss der Reaktion bestätigt haben, trocknen Sie das Polymerprodukt. Nun wird das Polymerzwischenprodukt Nummer zwei unter einem Vakuum erstellt, dann führen Sie weitere Schritte der Polymersynthese durch, wie im Textprotokoll beschrieben. Sobald das Polymerzwischenprodukt Nummer 10 hergestellt ist, wird es in einen Reaktionskolben überführt.Fügen Sie 30 Milliliter wasserfreies DMF hinzu. In einem neuen Kolben werden 24 Äquivalente aktivierter Cholsäure in 20 Millilitern DMF gelöst. Fügen Sie dann 48 Äquivalente von N, N-Diisopropylethylamin hinzu.10 Minuten rühren. Nach Beendigung des Rührens wird das Gemisch in den Reaktionskolben mit dem Polymerzwischenprodukt Nummer 10 überführt. Lassen Sie die Reaktion über Nacht laufen.Am nächsten Tag bestätigen Sie den Abschluss der Reaktion und fällen das Polymerzwischenprodukt Nummer 11 aus, wie im Textprotokoll beschrieben. Wählen Sie dann das Polymerzwischenprodukt in entionisiertem Wasser. Die Probe wird lyophilisiert, wodurch ein weißes Pulver entsteht.Nach der Zubereitung der Mizelle werden 20 Milligramm Telodendrimer und fünf Milligramm PTX in einem Milliliter Chloroform gelöst. Entfernen Sie das Lösungsmittel mit einem Rotationsverdampfer, um einen homogenen trockenen Polymerfilm zu erhalten. Rekonstituieren Sie die Folie mit einem Milliliter PBS durch Vortexen.Dann 30 Minuten lang bei 40 Kilohertz beschallen. Fügen Sie 3% Wasserstoffperoxid hinzu, um die Thiolgruppen auf dem Telodendrimmer zu oxidieren. Führen Sie zusätzliche Vorbereitungs- und Überprüfungsschritte durch, wie im Textprotokoll beschrieben.Nachdem die Mizellenvorbereitung abgeschlossen ist, messen Sie die Größe und Größenverteilung der Mizellen mit einem dynamischen Lichtstreuinstrument. Führen Sie die Messungen bei Raumtemperatur durch und halten Sie die Mizellenkonzentration bei einem Milligramm pro Milliliter. Bereiten Sie als Nächstes eine Stammlösung von 7,5 Milligramm pro Milliliter Natriumdodecylsulfat in PBS vor.Bereiten Sie dann eine Stammlösung von 1,5 Milligramm pro Milliliter aus disulfidvernetzten Mizellen in PBS vor. Unter Verwendung dieser Stammlösungen entsteht ein Gemisch, bei dem die endgültige SDS-Konzentration 2,5 Milligramm pro Milliliter beträgt. Und die Mizellenkonzentration beträgt 1,0 Milligramm pro Milliliter.Laden Sie die Probe und messen Sie die Größe und Größenverteilung der Mizellenlösung in Zwei-Minuten-Intervallen. Nach der Entnahme von frischem Citratblut von Nacktmäusen zentrifugieren Sie eine Blutprobe von einem Milliliter bei 1.000 x g für 10 Minuten, um rote Blutkörperchen zu sammeln. Waschen Sie sie dreimal mit PBS und resuspendieren Sie dann das Zellpellet mit PBS auf eine Endkonzentration von 2 %Mischen Sie 200 Mikroliter Erythrozytensuspension mit einer Lösung von 1,0 Milligramm pro Milliliter PTX NCMs.Mischen Sie dann 200 Mikroliter Erythrozytensuspension mit einer Lösung von 1,0 Milligramm pro Milliliter PTX DCMs und inkubieren Sie diese Mischungen vier Stunden lang bei 37 Grad Celsius in einem Inkubatorschüttler. Nachdem die Inkubation abgeschlossen ist, zentrifugieren Sie die Mischungen bei 3.000 x g für fünf Minuten.Übertragen Sie 100 Mikroliter des Überstands jeder Probe auf eine 96-Well-Platte. Verwenden Sie danach ein Mikroplatten-Lesegerät, um die Absorption von freiem Hämoglobin bei 540 Nanometern zu messen. Wie mit dem Ellman-Test gemessen, erreichte die Umwandlungsrate von freien Thiolgruppen zu Disulfidbindungen nach 48 Stunden sauerstoffvermittelter Oxidation 85 %.Hier wird ein Wasserstoffperoxid-vermitteltes Oxidationsverfahren als alternatives Verfahren eingesetzt. Die Conversion-Rate erreicht 88% in 30 Minuten. Das ist 96-mal schneller als der sauerstoffvermittelte Ansatz.Mit diesem effizienteren Ansatz wurden über 50 Gramm Nanopartikel mit einer gemessenen Partikelgröße von 27 Nanometern bei einer engen Größenverteilung hergestellt. Die Stabilität von PTX-beladenen disufidvernetzten Mizellen wird auch unter stark mizellenschädigenden Bedingungen untersucht. Die Partikelgröße der Mizellen blieb im Laufe der Zeit konstant, was darauf hindeutet, dass sie intakt blieben.Nach der Einführung von GSH in einer intrazellulären Konzentration blieb die Größe der mit Wirkstoffen beladenen Disulfid-vernetzten Mizellen 30 Minuten lang intakt und sank dann abrupt auf einen Nanometer. Dies bedeutet die Reduzierung einer kritischen Anzahl von Disulfidbindungen, eine Voraussetzung für die schnelle Dissoziation der Mizellen. Die repräsentativen Ergebnisse der hämolytischen Aktivität von PTX-beladenen Mizellen sind hier dargestellt.Die PTX NCMs haben eine dosisabhängige Lysezahl der roten Blutkörperchen. PTX DCMs, die eine Disulfid-Vernetzung aufweisen, zeigen jedoch keine beobachtbaren hämolytischen Aktivitäten. Einmal gemeistert, kann diese Technik in einer anderen durchgeführt werden, wenn sie richtig ausgeführt wird.Wenn Sie dieses Verfahren versuchen, ist es wichtig, daran zu denken, eine gleiche Menge an 3%igem Wasserstoffperoxid für die Disulfidbildung hinzuzufügen. Nach diesem Verfahren kann ein Hämolyse-Assay durchgeführt werden, um die Blutverträglichkeit der disulfidvernetzten Mizellen zu bewerten. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie mit Wirkstoffen beladene disulfidvernetzte Mizellen effektiv synthetisieren können.Vergessen Sie nicht, dass einige dieser Chemikalien extrem gefährlich sein können und dass bei der Durchführung dieses Verfahrens immer Vorsichtsmaßnahmen wie das Tragen persönlicher Schutzausrüstung getroffen werden sollten.

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Erfahren Sie die Synthese reversibel disulfid-vernetzter Mizellen für gezielte Arzneistoffabgabe in der Krebstherapie. Diese Methode ermöglicht großtechnische Produktion stabiler Nanoformulierungen.

Eine leichte und effiziente Ansatz für die Produktion von Reversible Disulfid Vernetzte Mizellen

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