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Artículo de método

Un enfoque Facile y eficiente para la producción de micelas reticuladas reversible disulfuro

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DOI:

10.3791/54722

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23 de diciembre de 2016

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En este artículo

Resumen

Para administrar fármacos contra el cáncer a sitios tumorales con alta especificidad y efectos secundarios reducidos, se requieren nuevos métodos basados en nanopartículas. Aquí, describimos micelas reticuladas de disulfuro que se pueden preparar fácilmente mediante oxidación mediada por peróxido de hidrógeno y son capaces de disociarse de manera eficiente en un entorno tumoral reductor para liberar cargas útiles.

Resumen

Nanomedicina es una forma emergente de la terapia que aprovecha las propiedades únicas de las partículas que son nanómetros de escala para la aplicación biomédica. La mejora de la administración de fármacos para maximizar los resultados terapéuticos y reducir los efectos secundarios asociados con las drogas son algunos de los pilares de la actual nanomedicina. Las nanopartículas en particular, han encontrado una amplia aplicación en el tratamiento del cáncer. Las nanopartículas que ofrecen un alto grado de flexibilidad en el diseño, la aplicación y la producción basada en el microambiente tumoral se prevé que sea más eficaz con la traducción rápida en la práctica clínica. El micelar nano-vehículo polimérico es una opción popular para aplicaciones de administración de fármacos.

En este artículo, se describe un protocolo simple y eficaz para la síntesis de micelas reticuladas cargados con el fármaco, disulfuro sobre la base de la auto-ensamblaje de un copolímero anfífilo bien definido lineal-dendrítica (telodendrimer, TD). TD se compone de polietileno glycol (PEG) como el segmento hidrófilo y un grupo ácido cólico tiolado como el resto hidrófobo unido por etapas de formación del núcleo a un PEG terminado en amina utilizando la química de péptidos a base de solución. Los medicamentos de quimioterapia, tales como paclitaxel (PTX), se pueden cargar utilizando un método de evaporación de disolvente estándar. La oxidación mediada por O2 se utilizó previamente para formar disulfuro intra-micelares entrecruzamientos de los grupos tiol libres en los TD. Sin embargo, la reacción era lenta y no es factible para la producción a gran escala. Recientemente, un método de oxidación de H 2 O 2 mediada fue explorada como un enfoque más viable y eficiente, y fue 96 veces más rápido que el método se informó anteriormente. Usando este enfoque, 50 g de nanopartículas reticuladas cargadas con PTX, disulfuro se han producido con éxito con la distribución del tamaño de partícula estrecha y la eficiencia alta carga de fármaco. La estabilidad de la solución de micela resultante se analiza usando condiciones de alteración tales como co-incubación wITH un detergente dodecil sulfato, sodio, con o sin un agente reductor. Los, micelas reticuladas disulfuro cargadas con fármaco mostraron menos actividad hemolítica en comparación con sus contrapartes de no reticulados.

Introducción

La nanotecnología es un campo de rápido emergente que ha beneficiado a un número de áreas biomédicas 1. Las nanopartículas ofrecen oportunidades para el diseño y puesta a punto propiedades que no son factibles con otros tipos de terapias convencionales. Nano-portadoras mejoran la estabilidad de los medicamentos contra la biodegradación, prolongar el tiempo de circulación de drogas, superar los problemas de solubilidad de drogas, y pueden ser puesto a punto para la administración dirigida de fármacos y agentes de imagen para co-entrega de 1,2. sistemas de entrega basados ​​en nanopartículas son prometedores en formación de imágenes y tratamiento ....

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Protocolo

Ética declaración: Mujer ratones desnudos atímicos (cepa nu / nu), 6-8 semanas de edad, fueron adquiridos y después se mantuvo en condiciones libres de patógenos según las directrices de la AAALAC y se les permitió aclimatarse durante al menos 4 días antes de cualquier experimento. Todos los experimentos con animales se realizaron de acuerdo con las directrices institucionales y de acuerdo con el protocolo Nº 07-13.119 y N ° 09-15584, aprobado por el Uso de Animales y el Asesor Administrativo de Atención en la Universidad de California, Davis.

1. Síntesis de TD PEG 5K Cys 4 -Ebes 8 8 -CA

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Resultados

Preparación y caracterización de, micelas reticuladas disulfuro cargadas con fármaco-

Anfifílicos polímero de PEG 5K Cys 4 -Ebes 8 -CA 8 es un polímero dendrítico capaz de formar un sistema micelar reticulado disulfuro para la administración de fármacos cáncer. Estructuralmente, se define como un oligómero dendríticas de ácidos cólicos (dominio hidrófobo) unido a un extremo de la molécula lineal PEG.......

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Discusión

Varios nanopartículas han sido investigados para su uso potencial en la administración de fármacos. doxorrubicina liposomal y paclitaxel (PTX) RESORTE humanos albúmina sérica nano-agregados son algunos de los nanotherapeutics aprobados por la FDA para el tratamiento del cáncer. Sin embargo, aunque clínicamente eficaz, tanto de estos nanotherapeutics son relativamente "grandes" en tamaño, y que tienden a acumularse en el hígado y los pulmones. Las micelas poliméricas con tamaños de partículas de menor tamaño re.......

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Divulgaciones

Y. Li y K.S.L. son los inventores de una patente pendiente sobre sistemas de micelas reticulados de forma reversible (solicitud de patente estadounidense 61/485.774). K.S.L. es el científico fundador de LamnoTherapeutics Inc., que planea desarrollar la nanoterapéutica descrita en el manuscrito. Los autores restantes declaran no tener intereses financieros contrapuestos.

Agradecimientos

Los autores agradecen a la Sra. Alisha Knudson por la ayuda editorial. También les gustaría agradecer el apoyo financiero de los NIH/NCI (3R01CA115483, a K.S.L.), el Premio PRMRP del Departamento de Defensa (W81XWH-13-1-0490, a K.S.L.), el NIH/NCI (1R01CA199668, a Y.L.) y el NIH/NICHD (1R01HD086195, a Y.L.).

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
MeO-PEG5K-NH2Rapp Polymere125000-2
Fmoc-Lys(Fmoc)-OHAaptecAFK107
Fmoc-Lys(Boc)-OHAnaspecAS-20132
Fmoc-Cys(Trt)-OHAapptecAAC105
DimetilformamidaFisher ScientificBP1160-4
Éter etílicoFisher ScientificE134-20
N,N-DiisopropiletilaminaSigma AldrichD125806
Ácido trifluoroacéticoSigma AldrichT6508Corrosivo, maneje con cuidado
4-metil piperidinaAlfa-AesarL-02709
Enlazador EbesAnaspecAS-61924
Ácido cólicoSigma AldrichC1129
1,2-EthanedithiolSigma Aldrich02390Mango interior de la campana extractora. Guantes blanqueadores después de su uso.
TriisopropilsilanoSigma Aldrich 233781
Cloroformo (anhidro)Sigma Aldrich288306
Solución de peróxido de hidrógeno 30%Aaron IndustriesNA
HoBt-ClAaptecCXZ096
DICSigma AldrichD125407
Ratones desnudos atímicos hembra (cepa Nu/Nu), 6– 8 semanas de edadHarlan (Livermore, CA)

Referencias

  1. Zhang, L., et al. Nanoparticles in medicine: therapeutic applications and developments. Clin. Pharmacol. Ther. 83, 761-769 (2008).
  2. Wang, A. Z., Langer, R., Farokhzad, O. C. Nanoparticle Delivery of Cancer Drugs. Annu. Rev. Med. 63, 185-198 (2012).
  3. Iye....

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Reimpresiones y permisos

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