$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Polímerosomas están llegando a ser ampliamente explorados como miméticos de membrana biológica. Las propiedades robustas y versátiles de polímeros los hace muy atractivos para los estudios que requieren funcionalización membrana, longevidad y capacidad de respuesta sintonizado. Los métodos tradicionales para la formación de polímerosomas de tamaño gigante 9,10 (> 4 micras) son mano de obra intensiva y requieren equipos costosos y especializados. A continuación, presentamos por primera vez, un método rápido, versátil y robusto para la formación de polímerosomas de tamaño gigante que utilizan reactivos de laboratorio de bajo costo estándar y el equipo.
El uso de la rehidratación en gel asistida, polímerosomas unilamelares se pueden formar rápidamente (<30 min), en una variedad de soluciones de rehidratación (incluyendo medios de cultivo celular) y con una variedad de diferentes polímeros (datos no mostrados). No se observó la formación de vesículas multilamelares o asimétricos utilizando esta técnica. A lo largo de este trabajo, se utilizó poli (óxido de etileno) - poli b- (butadieno) (PEO-PBD, EO 22 -BD 37) copolímero de dibloques neutro. Muchas composiciones de polímeros diferentes (incluyendo copolímeros de dos bloques cargados) funcionan bien con este método (que no se muestra). Sin embargo, algunos copolímeros de tres bloques disponibles en el mercado y copolímeros de bloque doble de peso molecular más alto (~> 5.000 Dalton) no forman polímerosomas distintas. Para todos los experimentos en este manuscrito, una baja concentración de lípido marcado se dopado en las soluciones de polímeros sólo para fines de visualización. Otros métodos para la visualización, incluyendo polímeros funcionalizados directamente con un colorante fluorescente también se pueden utilizar. Polímerosomas mismo modo se pueden obtener imágenes con microscopía de campo claro, aunque microscopía de fluorescencia proporciona una mayor resolución.
La mayoría de las modificaciones menores en el protocolo normalmente no alteran los resultados. Por ejemplo, pequeñas diferencias en la concentración de la solución de polímero extiende sobre los cubreobjetos no alteran la formación del polímero fILM formado. Aunque no se determinó el intervalo de concentración completa, la formación polimersoma se producirá con éxito con una amplia gama de concentraciones de película de polímero (por ejemplo, 1 a 10 mg / ml). Sin embargo, hay algunas alteraciones de protocolo que no afectan negativamente a la formación de polimersoma. El más notable es que los cubreobjetos de vidrio redondos (en lugar de cuadrada) en consecuencia muy pobre formación de polímerosomas. Atribuimos esto a la capa extremadamente uniforme de agarosa en el cristal que en realidad impide la formación de polímerosomas.
Uno de los desafíos más notables de esta técnica es la capacidad de recuperar los polímerosomas de la superficie con un alto rendimiento. Hay ciertos casos en los que la eliminación de los polímerosomas de la superficie original puede ser ventajosa. Debido a la alta fluorescencia de fondo de la película de polímero deshidratado, eliminando polímerosomas individuales y adherirse a limpiar cubreobjetos aumentará la calidad de imagen y caracterización (particialmente durante el análisis FRAP). Para ello, pipeteado suave con una punta de pipeta en la que al final se ha cortado se desorber los polímerosomas de la superficie (aunque el número de vesículas recuperados es significativamente menor que las formadas originalmente). Polímerosomas entonces se pueden colocar en las superficies cubreobjetos modificados, lo que permite la polimersoma para interactuar con el nuevo cubreobjetos. Típicamente, para neutros polímerosomas PEO-PBD, cubreobjetos tratados con ozono durante 15 min permiten que los polímerosomas a caer a la superficie de formación de imágenes. Se requiere modificación de la superficie diferente para diferentes composiciones polimersoma (por ejemplo, negativa o positivamente cargado polímeros).
La mayoría de los materiales utilizados en este protocolo son almacenados y utilizados con éxito durante días o semanas. La agarosa solidificada se puede recalienta y volver a utilizar hasta que la agarosa comienza a tener agregados incluso después de la ebullición, o de la agarosa solidificada comienza a secarse. Los cubreobjetos con películas de agarosa secos se pueden almacenar y usodía indefinidamente (por ejemplo, meses). El polímero disuelto en cloroformo se puede almacenar a -20 ° C durante varios meses. Una vez que la película de polímero se seca en las películas de agarosa, sin embargo, las películas necesitan ser almacenados bajo vacío y se utiliza dentro de las dos semanas (no se determinó directamente almacenamiento a largo plazo, pero hay diferencias notables en polímerosomas formadas a partir de películas de polímero mayor que dos semanas).
Utilizando el protocolo de rehidratación en gel asistida que aquí se presenta, cientos de polímerosomas forma uniforme-se forman rápidamente con sólo unas pocas horas de trabajo de parto usando equipo estándar de laboratorio y reactivos de bajo costo. Además, polímerosomas se pueden formar en una variedad de soluciones tampón fisiológicas y de composiciones de polímero diferentes (no se muestra). Pequeñas alteraciones en el método no alteran negativamente la formación de polímerosomas, haciendo que la rehidratación en gel con ayuda de una técnica versátil y accesible para los científicos variando de correo técnicaXpertise.
La posibilidad de crear fácilmente polímerosomas gigantes en la escala de tamaño de las células es esencial para la construcción de sistemas similares a células artificiales. La facilidad de uso y la versatilidad de la rehidratación en gel asistida para hacer estos polímerosomas ofrece un gran avance en el campo biomimético para la creación de sólidos imita de la membrana celular. Por ejemplo, usando esta técnica, las estrategias para la encapsulación de los diferentes componentes intracelulares, la funcionalización del polímero con las proteínas y la incorporación de proteínas de transporte de membrana de la membrana celular, sólo para nombrar unos pocos, puede ser diseñado para construir células artificiales a base de polimersoma.