Síntesis, caracterización y aplicación de nanosondas de óxido de hierro superparamagnético sin empleo para la detección de tuberculosis extrapulmonar

Summary

Para mejorar las pruebas diagnósticas serológicas de antígenos de Mycobacterium tuberculosis, desarrollamos nanosondas de óxido de hierro superparamagnético para detectar la tuberculosis extrapulmonar.

Abstract

Se sintetizó una sonda de imagen molecular compuesta por nanopartículas de óxido de hierro superparamagnético (SPIO) y anticuerpos superficiales de Mycobacterium tuberculosis (MtbsAb) para mejorar la sensibilidad a la toma de imágenes para la tuberculosis extrapulmonar (ETB). Una nanosonda SPIO fue sintetizada y conjugada con MtbsAb. La nanosonda sPIO-MtbsAb purificada se caracterizó utilizando TEM y NMR. Para determinar la capacidad de focalización de la sonda, las nanosondas SPIO-MtbsAb se incubaron con Mtb para ensayos de imágenes in vitro y se inyectaron en ratones inoculados por Mtb para la investigación in vivo con resonancia magnética (RM). La reducción de la mejora del contraste en la resonancia magnética (RM) de las células Mtb y THP1 mostró proporcional a la concentración de nanosondas SPIO-MtbsAb. Después de 30 minutos de inyección intravenosa de nanosondas SPIO-MtbsAb en ratones infectados por Mtb, la intensidad de la señal del sitio granulomatoso se mejoró por 14 veces en las imágenes de RM ponderadas por T2 en comparación con la de los ratones que recibieron inyección de PBS. Las nanosondas MtbsAb se pueden utilizar como una modalidad novedosa para la detección de ETB.

Introduction

A nivel mundial, la tuberculosis extrapulmonar representa una proporción significativa de los casos de tuberculosis (TB). Sin embargo, el diagnóstico de ETB a menudo se olvida o se retrasa debido a su insidiosa presentación clínica y el bajo rendimiento en las pruebas diagnósticas; los resultados falsos incluyen frotis de esputo negativos para bacilos ácidos rápidos, falta de tejido granulomatoso en histopatología o falta de cultivo Mycobacterium tuberculosis (Mtb). En relación con los casos típicos, la ETB ocurre con menos frecuencia e implica poca liberación de los bacilos de Mtb. Además, generalmente se localiza en sitios de difícil acceso, como ganglios l....

Protocol

Todo protocolo relativo al experimento con animales sigue los procedimientos operativos estándar para la cría de animales de laboratorio de acuerdo con las Directrices de los Institutos Nacionales de Salud para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio (8a Edición, 2011) y está aprobado por el comité institucional de cuidado y uso de animales.

1. Síntesis de nanopartículas SPIO

1. Preparar nanopartículas magnéticas de óxido de hierro recubiertas de dextran agitando vigorosamente una mezcla de dextran T-40 (5 mL; 50% p/p) y soluciones acuosas de FeCl₃x 6H₂O (0,45 g; 2,77 mmol) y FeCl₂x 4H₂....

Results

Síntesis y caracterización de nanosondas SPIO-MtbsAb
Las nanopartículas SPIO fueron diseñadas para conjugar con MtbsAb. El dextran estabilizado en la superficie de las nanopartículas SPIO fue reticulado por epiclorohydrin. Posteriormente se incorporaron nanopartículas SPIO con EDBE para activar grupos funcionales de amina primaria en los extremos de la dextran. SA fue conjugada para formar SPIO-EDBE-SA. Las nanosondas SPIO-MtbsAb se formaron en el último paso a través de la conjugación de MtbsAb con S.......

Discussion

Al igual que en estudios relevantes, nuestros hallazgos sobre nanosondas SPIO-MtbsAb demostraron una especificidad significativa para Mtb^27,28. El granuloma subcutáneo de Mtb se encontró 1 mes después de la inyección de tuberculosis en los modelos de ratón. Los hallazgos típicos de la histología granulomatosa de tuberculosis incluyeron infiltración de linfocitos, presencia de macrófagos epitelioides y neovascularización. Los bacilos ácidos rápidos se dispersaron .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
(benzotriazol-1-iloxi) hexafluorofosfato de tripirrolidinofosfonio	Sigma-Aldrich
1-hidroxibenzotriazol	Sigma-Aldrich
dextrano (T-40)	GE Healthcare Bio-sciences AB
epiclorhidrina, 2,2'-(etilendioxi)bis(etilamina)	Sigma-Aldrich
cloruro férrico hexahidratado	Fluka
tetrahidratado	Fluka
Monocítico humano THP-1
M. bovis BCG	Pasteur Mé cepa rieux	Connaught; ImmuCyst Aventis
MRI	GE medical Systems	3.0-T, Signa
NH4OH	Fluka
RMN	relaxómetro Bruker	NMS-120 Minispec
Sephacryl S-300	GE Healthcare Bio-sciences AB
Sephadex G-25	GE Healthcare Bio-sciences AB
Tubo de membrana porosa molecular SPECTRUM, 12.000 -14.000 MW cortado	Spectrum Laboratories Inc
Anticuerpo de superficie TB- Anticuerpo policlonal contra anticuerpos Mtb	Acris GmbH	BP2027
microscopio electrónico de transmisión	JEOL	JEM-2000 EX II