Method Article

Synthèse, caractérisation et application de nanosons à oxyde de fer superparamagnetic pour la détection de la tuberculose extrapulmonaire

DOI:

10.3791/58227

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February 16th, 2020

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1Department of Pulmonary and Critical Care Medicine, Taipei Medical University-Shuang Ho Hospital, 2Department of Research and Department of Dentistry, Taipei Medical University / Shuang-Ho Hospital, 3Department of Pathology, Taipei Medical University, 4Department of Urology, School of Medicine, College of Medicine, Taipei Medical University, 5McLean Imaging Center, McLean Hospital/Harvard Medical School, 6Department of Physical Medicine and Rehabilitation, School of Medicine, College of Medicine, Taipei Medical University, 7Department of Medicine, Mackay Medical College, 8Department of Biological Science and Technology, National Chiao Tung University, 9Graduate Institute of Clinical Medicine, Taipei Medical University

In This Article

Summary

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Pour améliorer les tests de diagnostic sérologiques pour les antigènes de mycobacterium tuberculosis, nous avons développé des nanosondes d’oxyde de fer superparamagnetic pour détecter la tuberculose extrapulmonaire.

Abstract

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Une sonde d’imagerie moléculaire comprenant des nanoparticules d’oxyde de fer superparamagnetic (SPIO) et un anticorps de surface De mycobacterium tuberculosis (MtbsAb) a été synthétisée pour améliorer la sensibilité d’imagerie pour la tuberculose extrapulmonaire (ETB). Une nanosonde SPIO a été synthétisée et conjuguée avec MtbsAb. La nanoprobe purifiée de SPIO-MtbsAb a été caractérisée utilisant TEM et NMR. Pour déterminer la capacité de ciblage de la sonde, les nanosondes SPIO-MtbsAb ont été incubées avec Mtb pour des essais d’imagerie in vitro et injectées dans des souris inoculées par Mtb pour une recherche in vivo avec résonance magnétique (MR). La réduction d’amélioration de contraste sur la formation image de résonance magnétique (MRI) des cellules de Mtb et de THP1 a montré proportionnelle à la concentration de nanoprobe de SPIO-MtbsAb. Après 30 min d’injection intraveineuse de nanoprobe de SPIO-MtbsAb dans les souris Mtb-infectées, l’intensité de signal du site granulomatous a été augmentée par 14 fois dans les images de MR T2-weighted comparées à cela dans les souris recevant l’injection de PBS. Les nanosondes MtbsAb peuvent être utilisées comme une modalité nouvelle pour la détection ETB.

Introduction

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À l’échelle mondiale, la tuberculose extrapulmonaire (ETB) représente une proportion importante des cas de tuberculose. Néanmoins, le diagnostic d’ETB est souvent manqué ou retardé en raison de sa présentation clinique insidieuse et de la performance pauvre sur des essais diagnostiques ; les faux résultats incluent des frottis de sputum négatifs pour les bacilles acide-rapide, le manque de tissu granulomatous sur l’histopathologie, ou l’échec à la culture Mycobacterium tuberculosis (Mtb). Par rapport aux cas typiques, etB se produit moins fréquemment et implique peu de libération du bacille de Mtb. En outre, il est généralement localisé à des sites difficiles....

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Protocol

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Tout protocole concernant l’expérimentation animale suit les procédures d’exploitation standard pour l’élevage d’animaux de laboratoire conformément aux Lignes directrices des National Institutes of Health pour le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire (8e édition, 2011) et est approuvé par le comité institutionnel de soins et d’utilisation des animaux.

1. Synthèse des nanoparticules SPIO

  1. Préparer des nanoparticules magnétiques d’oxyde de fer recouvertes de dextran en remuant vigoureusement un mélange de dextran T-40 (5 ml; 50 % w/w) et de FeCl aqueuse3x 6H2O (0,45 g; 2,77 mmol) et de FeCl2

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Results

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Synthèse et caractérisation des nanosons SPIO-MtbsAb
Les nanoparticules SPIO ont été conçues pour se conjuguer avec MtbsAb. Le dextran stabilisé à la surface des nanoparticules SPIO a été relié par l’épichlorohydin. Les nanoparticules SPIO ont ensuite été incorporées avec EDBE pour activer les groupes fonctionnels primaires d’amine aux extrémités dextran. SA a ensuite été conjugué pour former SPIO-EDBE-SA. Les nanosondes SPIO-MtbsAb se sont formées dans la dernière étape par la conjugaison de MtbsAb a.......

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Discussion

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Semblable aux études pertinentes, nos résultats concernant les nanoprobes de SPIO-MtbsAb ont démontré une spécificité significative pour Mtb27,28. Le granulome sous-cutané de Mtb a été trouvé 1 mois après injection de tb dans les modèles de souris. Les résultats typiques d’histologie granulomatetous de TB ont inclus l’infiltration de lymphocyte, la présence des macrophages épithélioïdes, et la néovascularization. Des bacilles acide-rapides ont été dispersés dans .......

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Disclosures

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Aucun des auteurs n’a d’intérêt exclusif dans les documents examinés dans cette étude.

Acknowledgements

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Les auteurs sont reconnaissants pour le soutien financier du ministère de l’Économie taiwanais (subventions NSC-101-2120-M-038-001, MOST 104-2622-B-038 -007, MOST 105-2622-B-038-004) pour effectuer ce travail de recherche. Ce manuscrit a été édité par Wallace Academic Editing.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
(benzotriazol-1-yloxy) tripyrrolidinophosphonium hexafluorophosphateSigma-Aldrich
1-hydroxybenzotriazoleSigma-Aldrich
dextran(T-40)GE Healthcare Bio-sciences AB
épichlorhydrine, 2,2'-(éthylènedioxy)bis(éthylamine)Sigma-Aldrich
chlorure ferrique hexahydratéFluka
chlorure ferreux tétrahydratéFluka
Monocytaire humain THP-1
M. bovis BCGPasteur Mé ; rieuxConnaught souche ; ImmuCyst Aventis
MRIGE medical Systems3.0-T, Signa
NH4OHFluka
NMR relaxomètreBrukerNMS-120 Minispec
Sephacryl S-300GE Healthcare Bio-sciences AB
Sephadex G-25GE Healthcare Bio-sciences AB
Tube à membrane poreuse moléculaire SPECTRUM, 12 000 -14 000 MW coupé SpectrumLaboratories Inc
Anticorps de surface TB - Anticorps polyclonal à MtbAcris Antibodies GmbHBP2027
microscope électronique à transmissionJEOLJEM-2000 EX II

References

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  1. Small, P. M., et al. Treatment of tuberculosis in patients with advanced human immunodeficiency virus infection. New England Journal of Medicine. 324, 289-294 (1991).
  2. Alvarez, S., McCabe, W. R. Extrapulmon....

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Superparamagnetic Iron Oxide NanoparticlesExtrapulmonary Tuberculosis DetectionMagnetic Resonance ImagingTransmission Electron MicroscopyNuclear Magnetic ResonanceGel Filtration ChromatographyDextran Coated Iron OxideMycobacterium tuberculosis Surface AntibodyT2 Weighted MRISignal Intensity Enhancement

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