Una nanopartícula de cristal líquido (LCNP) nanotransportador es explotado como un vehículo para la administración controlada de una carga hidrofóbica en la membrana plasmática de las células vivas.
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Artículo de método
Targeted membrana plasmática Entrega de cargo encapsulado hidrofóbico en un cristal líquido portador de nanopartículas
En este artículo
Resumen
Resumen
La entrega controlada de agentes de fármaco / de formación de imágenes a las células es crítico para el desarrollo de agentes terapéuticos y para el estudio de los procesos de señalización celular. Recientemente, nanopartículas (NP) han mostrado una promesa significativa en el desarrollo de tales sistemas de administración. Aquí, un NP (LCNP) sistema de entrega basado en cristal líquido se ha empleado para el suministro controlado de un colorante insoluble en agua, 3,3'-dioctadecyloxacarbocyanine perclorato (DIO), desde dentro del núcleo NP de la región hidrófoba de un plasma bicapa de la membrana. Durante la síntesis de los PN, el colorante se incorporó de manera eficiente en el núcleo hidrófobo LCNP, según lo confirmado por análisis espectroscópico múltiple. La conjugación de un derivado de colesterol PEGilado a la superficie de NP (DIO-LCNP-PEG-Chol) activar la unión de los NPs colorante cargado a la membrana plasmática en células HEK 293T / 17 células. Resuelta en el tiempo de escaneo láser confocal de microscopía y la transferencia de energía de resonancia de Förster (FRET) de imágenes confirmó el paseive flujo de salida de DiO desde el núcleo LCNP y su inserción en la bicapa de la membrana de plasma. Por último, la entrega de DiO como LCNP-PEG-Chol atenúa la citotoxicidad de DiO; la forma de Dio NP exhibió ~ 30-40% menor toxicidad en comparación con DiO libre liberado de solución a granel. Este enfoque demuestra la utilidad de la plataforma LCNP como una modalidad eficaz para la entrega de membrana específico de modulación y de cargas moleculares hidrófobas.
Introducción
Desde el advenimiento de la interfaz nanomateriales (materiales ≤100 nm en al menos una dimensión) con células vivas, un objetivo continuo ha sido tomar ventaja de las propiedades únicas dependientes del tamaño de las nanopartículas (NP) para diversas aplicaciones. Estas aplicaciones incluyen células y tejidos etiquetado / formación de imágenes (tanto in vitro como in vivo), la detección en tiempo real, y la administración controlada de fármacos y otros cargos 1. Ejemplos de tales propiedades relevantes NP incluyen la emisión dependiente del tamaño de los nanocristales semiconductores (puntos cuánticos, los puntos cuánticos);....
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Protocolo
1. Preparación de Dio-LCNP y dio-LCNP-PEG-Chol
- Disolver diacrilato cristalino líquido agente de reticulación (DACTP11, 45 mg), 3,3'-dioctadecyloxacarbocyanine perclorato (DiO, 2 mg), y un iniciador de radical libre (azobisisobutironitrilo, 1 mg) para la polimerización en 2 ml de cloroformo. Añadir esto a una solución acuosa de tensioactivo funcionalizado con acrilato (AC10COONa, 13 mg en 7 ml).
- Se agita la mezcla durante 1 hr y se somete a ultrasonidos a 80% de amplitud durante 5 minutos para producir una miniemulsión que consiste de pequeñas gotitas de la materia orgánica rodeado de tensioactivo polimerizable en agua.
- Se calienta l....
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Resultados
LCNPs se prepararon en la que el núcleo hidrofóbico de la NP se cargó con una sonda de membrana de etiquetado representante para demostrar la utilidad de la LCNP como un vehículo de suministro eficiente para cargas hidrófobas. Para este propósito, la carga elegido fue el potenciométrica colorante membrana de etiquetado altamente insoluble en agua, DiO. LCNPs cargadas con DiO (DIO-LCNPs) se sintetizaron utilizando una técnica de mini-emulsión de dos fases con los componentes químicos DACTP11, AC10COONa, y DiO, como se mu.......
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Discusión
Un objetivo continuo de NMDD es la orientación controlada y entrega de formulaciones de fármacos a células y tejidos, en combinación con la eficacia del fármaco mejorada simultánea. Una clase específica de moléculas de fármacos para los que esto ha supuesto un importante reto es agentes drogas / imagen hidrófobos que tienen con moderación para ninguna solubilidad en medios acuosos. Este problema ha plagado la transición de fármacos potentes de en sistemas de cultivo celular in vitro para el entorno clí.......
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Divulgaciones
Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia.
Agradecimientos
Este trabajo fue apoyado por el Programa de Fondos Base NRL (Unidad de Trabajo MA041-06-41-4943). EN está soportado por un miembro asociado de investigación postdoctoral del Consejo Superior de Investigaciones Científicas.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Clorhidrato de 1-etil-3-(3-(dimetilamino)-propil)carbodiimida (EDCA) | ThermoFisher | E2247 | |
| 3,3′-dioctadeciloxacarbocianina perclorato (DiO) | Sigma Aldrich | D4292-20MG | Peligroso; hacer solución madre en DMSO |
| Colesterol clorhidrato de poli(etilenglicol) amina | Nanocs, Inc. | PG2-AMCS-2k | |
| Contador de celdas automatizado Countess | ThermoFisher | C10227 | |
| Dioctadecil-3,3,3′ ,3′-tetrametilindocarbocianina perclorato (DiI) | Sigma Aldrich | 468495-100MG | Peligroso; hacer solución madre en DMSO |
| Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) | ThermoFisher | 21063045 | Warm in 37 ° C antes |
| de usar Solución salina tamponada con fosfato (DPBS) de DulbeccoThermoFisher | 14040182 | Warm en 37 ° C antes | |
| de usar Instrumento de dispersión dinámica de luz | ZetaSizer NanoSeries (Malvern Instruments Ltd., Worcestershire, Reino Unido) | ||
| Fibronectina Proteína bovina, plasma | ThermoFisher | 33010018 | Prepare la solución madre 1 mg/ml utilizando DPBS. Uso 20-30 y micro; g/ml para recubrir el plato MetTek, 2 horas a 37 °C C |
| Formaldehído (16%, W/V) | ThermoFisher | 28906 | Peligroso; diluir al 4% con DPBS |
| Células embrionarias de riñón humano (HEK 293T/17) | Colección de cultivos tipo americano | ATCC® CRL-11268 y comercio; | |
| solución de adquisición de imágenes de células vivas (LCIS) | ThermoFisher | A14291DJ | Warm en 37 &° C antes de usar |
| MatTek 14 mm # 1.0 inserto de cubreobjetos placa de cultivo celular | MatTek corporation | P35G-1.0-14-C | |
| Modified Eagle Medium (DMEM) que contiene 25 mM HEPES | ThermoFisher | 21063045 | Warm en 37 ° C antes de usar |
| N-hidroxisulfosuccinimida sodio sal (NHSS) | ThermoFisher | 24510 | |
| Microscopio confocal espectral Nikon A1si | Nikon | ||
| Tinción azul de tripano (0.4%) | ThermoFisher | T10282 | mezcle al 50% la suspensión de la célula antes de contar las células |
| Instrumento de potencial Zeta | ZetaSizer NanoSeries (Malvern Instruments Ltd., Worcestershire, Reino Unido) | ||
| Procesador ultrasónico | Sonics and Materials Inc | GEX 600-5 | |
| Mini Cetntrifuge | Benchmark | Mini-fuge-04477 | |
| PD-10 Sephadex™ G-25 Medio | GE Healthcare | 17-0851-01 | |
| Bio-Rad ChemiDoc XRS Sistema de imagen | Bio-RAD | 76S/07434 | |
| Tripsina-EDTA (0,25%), rojo fenol | ThermoFisher | 25200056 |
Referencias
- Nag, O. K., Field, L. D., Chen, Y., Sangtani, A., Breger, J. C., Delehanty, J. B. Controlled actuation of therapeutic nanoparticles: an update on recent progress. Ther. Deliv. 7 (5), 335-352 (2016).
- Galvao, J., Davis, B., Tilley, M., Normando, E., Duchen, M. R., Cordeiro, M. F. Unexp....
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Reimpresiones y permisos
