Cet article présente une méthode impliquant la synthèse et la caractérisation de monocyte-ciblage des micelles peptide amphiphile et le correspondant d’essais pour tester la biocompatibilité et la capacité de la micelle de liaison aux monocytes.
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Article de méthode
Cet article présente une méthode impliquant la synthèse et la caractérisation de monocyte-ciblage des micelles peptide amphiphile et le correspondant d’essais pour tester la biocompatibilité et la capacité de la micelle de liaison aux monocytes.
L’athérosclérose est un facteur majeur de maladies cardio-vasculaires, la principale cause de décès dans le monde, que réclame 17,3 millions de vies chaque année. L’athérosclérose est également la principale cause de mort subite et infarctus du myocarde, fomentées par des plaques instables qui se rompent et bloquer le vaisseau sanguin sans avertissement. Courant de modalités d’imagerie ne peut pas différencier entre les plaques stables et instables qui se rompent. Micelles de peptides amphiphiles (PAMs) peuvent surmonter cet inconvénient car ils peuvent être modifiés avec une variété de ciblage des moitiés qui se lient spécifiquement à des tissus malades. Monocytes montrent à des marqueurs précoces de l’athérosclérose, tandis que la forte accumulation de monocytes est associée à plaques sujettes à la rupture. Par conséquent, des nanoparticules qui peuvent cibler des monocytes peuvent servir à discriminer les différentes étapes de l’athérosclérose. À cette fin, nous décrivons ici un protocole pour la préparation de monocyte-ciblage PAMs (monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1) PAMs). MCP-1 PAMs sont self-assembled par l’intermédiaire de synthèse dans des conditions douces aux nanoparticules forme de 15 nm de diamètre, avec près de charge surface neutre. In vitro, PAMs se sont avérées biocompatibles et avait une affinité élevée pour les monocytes. Les méthodes décrites dans les présentes sont prometteuses pour un large éventail d’applications dans l’athérosclérose ainsi que d’autres maladies inflammatoires.
Les maladies cardiovasculaires restent les principales causes de décès dans le monde avec environ 17,3 millions de décès dans le monde1. Les maladies cardiovasculaires sont fournis par l’athérosclérose, une affection dans laquelle les plaques s’accumuler dans les artères, le sang ainsi inhiber et le débit d’oxygène aux cellules du corps2,3. La progression de l’athérosclérose implique l’épaississement et le durcissement des artères par une réaction inflammatoire, métabolisme lipidique irréguliers et la formation de plaques, conduisant à la plaque risque de rupture ou d’infarctus du myocarde,4,5. Les cellules endothéliales expriment des molécules de cytokines et d’adhérence, incluent des MCP-1 qui se lie au récepteur des chimiokines C-C (CCR2) à la surface des monocytes6,7,8. Cholestérol oxydé convertit monocytes macrophages durant les premiers stades de formation de la plaque, qui amplifie la réponse inflammatoire dans la région et conduit à la lésion des tissus et la formation de plaques instables ou vulnérables9, 10.
Traditionnellement, l’athérosclérose est évaluée en évaluant la sténose luminale par imagerie anatomique à l’aide d’ultrasons ou angiographie11,12. Cependant, ces méthodes ne peuvent déterminer un rétrécissement sévère de la paroi artérielle et pas le stade précoce de l’athérosclérose, car la croissance initiale plaque entraîne un remodelage artériel maintenir la taille de l’artère et le sang écoulement tarifaire12,13, 14. Par conséquent, les angiogrammes sous-représenter la prévalence de l’athérosclérose. En outre, les techniques d’imagerie non invasives comme une émission de photon unique calculé tomographie, tomographie par émission de positons et l’imagerie par résonance magnétique ont récemment été utilisées pour caractériser la morphologie de la plaque car ils peuvent fournir des détails initiaux et caractérisation des plaques. Toutefois, ces modalités sont souvent limitées par le manque de sensibilité, résolution spatiale, ou exigent l’utilisation de rayonnements ionisants, rendant la progression plaque d’imagerie à des stades différents, beaucoup plus difficile de15,16, 17. Un système d’imagerie permettant d’identifier plus précisément les plaques à différents stades de l’athérosclérose reste à développer.
NANOPARTICULES ont montré pour être une plate-forme émergente pour in vivo plaque ciblage et diagnostics18,19,20,21. En particulier, PAMs sont avantageuse en raison de leur diversité chimique et de la capacité d’accueillir une variété de moitiés, compositions, tailles, formes et fonctionnalisation de surface22. Peptides amphiphiles (Fe) se composent d’un peptide « tête hydrophile, » attaché à une queue hydrophobe, qui sont généralement des lipides ; Cette structure amphiphile confère des capacités de l’auto-assemblage et permet un affichage multivalent des peptides sur la surface des particules22,23,24. Le peptide polaires peuvent influer sur la forme des particules par le biais de pliage et de liaisons hydrogènes entre les peptides25. Les peptides qui se replient grâce à l’interaction de feuillet β auraient dû être divulgués afin de former des micelles allongés, tandis que α-hélicoïdale confirmation peut former deux micelles sphériques et allongée22,23,24, 25,26,27. Linkers de polyéthylène glycol (PEG) qui protègent la charge superficielle du peptide peuvent être placés entre le peptidiques hydrophiles et la queue hydrophobe de PAMs, améliorer l’accessibilité de la NANOPARTICULE dans la circulation systémique28, 29 , 30 , 31. PAMs sont aussi avantageuses car elles sont biocompatibles et auraient dû être divulgués d’avoir un large éventail d’applications32,,33. Solubilité dans l’eau des micelles offre un avantage sur les autres systèmes à base de nanoparticules comme certaines nanoparticules polymériques qui ne sont pas solubles dans l’eau et ont dû être suspendu en solubilisants pour injections34. En outre, la possibilité de créer des PAMs qui démonter en réponse à un stimulus spécifique fait PAMs un candidat attrayant pour drogue intracellulaire contrôlée livraison35.
En se liant au récepteur CCR2 et qui s’accumulent dans la crosse aortique, PAMs ont été développées précédemment monocyte visant à surveiller les différents stades de lésions athéroscléreuses dans l' aorte9. Chez les souris- / - de l’ApoE, accumulation de monocytes augmente proportionnellement à la plaque progression36. En outre, il a été constaté que les patients avec des plaques sujettes à rupture, stades contiennent des quantités plus élevées de monocytes37. Par conséquent, la modification des PAMs d’incorporer des MCP-1 est utile car il permet une plus grande précision de ciblage et de différencier les lésions athéroscléreuses et fin-début. Ces études de validation a également vérifié que PAMs sont suffisamment sûres pour être utilisé en préclinique et sont effacées insuffisants38. Monocytes et l’inflammation étant caractéristique à d’autres maladies, MCP-1 PAMs ont le potentiel d’être utilisé pour des applications thérapeutiques et diagnostiques dans d’autres maladies au-delà de l’athérosclérose8,39,40 , 41.
Ici, nous rapportons la fabrication de hautement évolutif et auto-assemblés PAMs de MCP-1 qui fait preuve de la particule taille optimale, charge superficielle et ciblage sélectif aux monocytes pour des applications d’imagerie dans l’athérosclérose.
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Remarque : Lire la fiche signalétique pour réactifs et suivre toutes les mesures de sécurité chimique tel que requis par l’institution locale.
1. préparation du MCP-1 PAMs
2. caractérisation des MCP-1 PAMs
3. l’analyse in Vitro de MCP-1 PAMs
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Préparation du PAM de MCP-1
Le motif de liaison CCR2 (résidus 13-35) de la protéine MCP-1 [YNFTNRKISVQRLASYRRITSSK] ou un peptide brouillé [YNSLVFRIRNSTQRKYRASIST] a été modifié par l’ajout d’un résidu de cystéine sur l’extrémité N-terminale. Le peptide de MCP-1 a été synthétisé par une méthode de phase solide Fmoc-négociée à l’aide d’un synthétiseur de peptide automatisé. Le peptide brut a été purifié par HPLC en phase inversée sur une colonne de C8 à 50 ° C à l’aide ...
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MCP-1 PAMs sont une plate-forme d’imagerie moléculaire prometteuse, consistant en un peptide ciblage hydrophile et queue hydrophobe qui anime la nature auto-assemblées de la NANOPARTICULE. Ce ciblage monocyte micelle peut être préparé par synthèse simple et étapes de la purification du peptide de MCP-1 et DSPE-PEG (2000)-MCP-1. PAMs ont de nombreuses caractéristiques bénéfiques en vivo imagerie moléculaire telles que leur auto-assemblage sous des conditions douces, biodégradabilité intrinsèque et la diversité st...
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Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Les auteurs tiennent à souligner l’appui financier de l’University of Southern California, le National Heart, Lung et Blood Institute (NHLBI), R00HL124279, Eli et Edythe large Innovation Award et la Fondation de Whittier L.K. Non-Cancer Bourse de recherche translationnelle accordée à EJC. Les auteurs remercient le Centre pour la microscopie électronique et microanalyse, Centre d’Excellence en NanoBiophysics, Centre d’Excellence pour la caractérisation moléculaire et translationnelle Imaging Center à l’University of Southern California, de l’assistance configurations instrumentales.
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| 1,2-éthanedithiol | VWR | E0032 | pour la synthèse peptidique |
| Pipettes sérologiques jetables de 10 mL | VWR | 89130-898 | pour la culture cellulaire |
| Tubes à centrifuger de 15 mL, polypropylène | VWR | 89401-566 | pour diverses applications |
| Acide 2,5-dihydroxybenzoïque, 99 % | Fisher Scientific | AC165200050 | pour MALDI |
| 25 mL jetable Pipettes sérologiques | VWR | 89130-900 | pour la culture cellulaire |
| 2-Mercaptoéthanol, 50 mM | ThermoFisher Scientific | 31350010 | pour la culture cellulaire |
| Pipettes sérologiques jetables de 5 mL | VWR | 89130-896 | pour la culture cellulaire |
| Tubes à centrifuger de 50 mL | VWR | 89039-658 | pour diverses applications |
| Gourde de culture de 75 cm2 | Fisher Scientific | 13-680-65 | pour la culture cellulaire |
| Récipient de réaction de 75 mL | Protein Technologies | 3000005 | pour la synthèse de peptides |
| Plaque de culture cellulaire à 96 puits | VWR | 40101-346 | pour le dosage MTS |
| Acétonitrile, grade HPLC | Fisher Scientific | A998SK-4 | pour la purification HPLC |
| Verre borosilicaté, 1 dram | VWR | 66011-041 | pour la synthèse PAM |
| Pipette en verre borosilliqué, pointes longues | VWR | 14673-043 | pour diverses applications |
| Lamelle, 0,16-0,19 mm, 22 x 22 mm | Fisher Scientific | 12-542B | pour la microscopie confocale |
| Cy5 amine | Abcam | ab146463 | pour la conjugaison peptidique |
| Éther diéthylique, grade ACS | Fisher Scientific | E138-1 | pour la précipitation peptidique |
| Jetable seringues, 20 mL | Fisher Scientific | 14-817-54 | pour la purification HPLC |
| Hémocytomètre double neubauer réglé | VWR | 63510-13 | pour le comptage cellulaire |
| DSPE-PEG(2000) amine | Avanti | 880128P | pour la conjugaison peptidique |
| DSPE-PEG(2000) maléimide | Avanti | 880126P | pour la conjugaison peptidique |
| DSPE-PEG(2000)-NHS ester ; | Nanocs | PG2-DSNS-10K | pour la conjugaison à Cy5 |
| Dulbecco’s modified eagle medium-high glucose | Sigma Aldrich | D5796-500ML | pour la culture cellulaire |
| Sérum fœtal bovin, qualifié, inactivé par la chaleur | ThermoFisher Scientific | 10438026 | pour la culture cellulaire |
| Fmoc-L-Ala-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-A | pour la synthèse peptidique |
| Fmoc-L-Arg(Pbf)-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-RBF | pour la synthèse peptidique |
| Fmoc-L-Asn(Trt)-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-NT | pour la synthèse peptidique |
| Fmoc-L-Cys(Trt)-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-CT | pour la synthèse peptidique |
| Fmoc-L-Gln(Trt)-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-QT | pour la synthèse peptidique |
| Fmoc-L-Ile-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-I | pour la synthèse peptidique |
| Fmoc-L-Leu-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-L | pour la synthèse peptidique |
| Fmoc-L-Lys(Boc)-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-KBC pour la | synthèse peptidique |
| Fmoc-L-Phe-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-F | pour la synthèse peptidique |
| Fmoc-L-Ser(tBu)-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-SB | pour la synthèse peptidique |
| Fmoc-L-Thr(tBu)-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-TB | pour la synthèse peptidique |
| Fmoc-L-Tyr(tBu)-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-YB | pour la synthèse peptidique |
| Fmoc-L-Val-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-V | pour la synthèse peptidique |
| Résine Fmoc-Lys(Boc)-wang, 100-200 mesh | Novabiochem | 856013 | pour la synthèse de peptides |
| Acide formique, grade optima LC/MS | Fisher Scientific | A117-50 | pour la purification HPLC |
| Glycérol | VWR | M152-1L | pour la microscopie confocale |
| Compteur de pointage manuel | Fisher Scientific | S90189 | pour le comptage de cellules |
| Barres d’agitation magnétiques, | VWR | 58949-006 | pour la conjugaison peptidique |
| Méthanol, certifié ACS | Fisher Scientific | A412-4 | pour la synthèse PAM |
| Kit de test colorimétrique de prolifération cellulaire MTS | VWR | 10191-104 | pour le dosage MTS |
| N,N-Diméthylformamide, grade de séquençage | Fisher Scientific | BP1160-4 | pour la synthèse peptidique |
| N-Méthylmorpholine | Protein Technologies | S-1L-NMM | pour la synthèse peptidique |
| Paraformaldéhyde | Fisher Scientific | AC416780250 | pour la fixation des cellules |
| PBS, pH 7,4 | ThermoFisher Scientific | 10010049 | pour diverses applications |
| Pénicilline/streptomycine, 10 000 U/mL | ThermoFisher Scientific | 15140122 | pour la culture cellulaire |
| Récipient de synthèse peptidique, 25 mL& nbsp ; | Fisher Scientific | CG186011 | pour la synthèse peptidique |
| Acide phosphotungstique | Fisher Scientific | A248-25 | pour TEM |
| Spectre | de pipéridine | P1146-2.5LTGL | pour la synthèse de peptides |
| Lame de microscope en verre ordinaire 75 x 25 mm | Fisher Scientific | 12-550-A3 | pour microscopie confocale |
| Réservoirs de réactifs, stériles ; | VWR | 95128093 | pour la culture cellulaire |
| Pince à épiler à fermeture automatique | TedPella | 515 | pour TEM |
| Film de support TEM | TedPella | 01814F | pour TEM |
| Acide trifluoroacétique ; | Fisher Scientific | BP618-500 | pour le clivage peptidique et la purification HPLC |
| Triisopropylsilane | VWR | TCT1533-5ml | pour le clivage peptidique |
| Solution de bleu de trypan, 0,4 % | ThermoFisher Scientific | 15250061 | pour le comptage cellulaire |
| Pince à épiler, à usage général dentelé | VWR | 231-SA-SE | pour la microscopie confocale |
| WEHI-274.1 | ATCC | ATCC ; CRL-1679 | |
| synthétiseur de peptides de paillasse automatisé de monocytes | Protein Technologies | PS3 Synthétiseur de peptides de paillasse | |
| &alpha ;- cyano-4- acide cinnamique, 99 % | Sigma Aldrich | 476870-2G | pour MALDI |
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