במחקר זה תוארה שיטה לסינתזה של אוכלוסיות קטנות במיוחד של ננו-חלקיקים תואמים ביולוגית, כמו גם מספר שיטות מבחנה שבאמצעותן ניתן להעריך את האינטראקציות התאיות שלהם.
מאמר שיטה
במחקר זה תוארה שיטה לסינתזה של אוכלוסיות קטנות במיוחד של ננו-חלקיקים תואמים ביולוגית, כמו גם מספר שיטות מבחנה שבאמצעותן ניתן להעריך את האינטראקציות התאיות שלהם.
רכבי אספקה מבוססי ננו-חלקיקים הראו הבטחה גדולה ליישומי מיקוד תוך-תאיים, ומספקים מנגנון לשינוי ספציפי של איתות תאים וביטוי גנים. במחקר קודם, הודגמה סינתזה של ננו-חלקיקי שומנים מוצקים קטנים במיוחד (SLNs) לאספקת תרופות מקומיות ויישומי זיהוי סמנים ביולוגיים. SLNs הם דוגמה נחקרת היטב למערכת העברת ננו-חלקיקים שהתגלתה ככלי מבטיח להעברת תרופות. במחקר זה, SLNs הועמסו בצבע פלואורסצנטי ושימשו כמודל לחקירת אינטראקציות חלקיקים-תאים. שיטת טמפרטורת היפוך הפאזה (PIT) שימשה לסינתזה של אוכלוסיות קטנות במיוחד של ננו-חלקיקים תואמים ביולוגית. נעשה שימוש בבדיקת 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenylphenyltetrazolium bromide (MTT) על מנת לקבוע רמות מינון מתאימות לפני מחקרי האינטראקציה בין ננו-חלקיקים לתאים. יתר על כן, פיברובלסטים עוריים אנושיים ראשוניים ותאים דנדריטיים של עכברים נחשפו ל-SLN טעון צבע לאורך זמן והאינטראקציות ביחס לרעילות וספיגת חלקיקים אופיינו באמצעות מיקרוסקופיה פלואורסצנטית וציטומטריית זרימה. מחקר זה הראה כי SLNs קטנים במיוחד, כמערכת העברת ננו-חלקיקים, מתאימים למיקוד תוך-תאי של סוגי תאים שונים.
כלי רכב המבוסס על ננו-חלקיקי משלוח הראו הבטחה גדולה עבור יישומי מיקוד תאיים, מתן מנגנון לשנות איתות תאית וביטוי גנים ספציפי. ניתן לטעון כלי רכב אלה עם סמים, חלבונים, וחומצות גרעין נועדו להשפיע תגובות הסלולר ולהשיג אפקט רצוי ברקמות יעד. סוגים רבים של nanocarriers נחקרו לתועלת טיפולית ואבחון כוללים שומנים, פולימרים, סיליקון, וחומרים מגנטיים. מערכות אלו הן אטרקטיביות בשל הפוטנציאל שלהם למשלוח סמים מקומיים, גדל ריכוז טיפולי ברקמות יעד, והפחתה של רעילות מערכתית.
חלקיקים מוצקים שומנים (SLNs) הם דוגמא למדה היטב של מערכת מסירת ננו-חלקיקים שנוצר ככלי להעברת תרופות מבטיח בשנים האחרונות. SLNs אפשר לנסח בקלות ליישומים רבים, כולל 1 חישת ביו, קוסמטיקה 2, ולאמשלוח herapeutic 3-7. השירות שלהם נובע מהעובדה שהם מורכבים כולו משומני resorbable, רעילים, וכתוצאה מכך ההתאמה ביולוגית משופרת. במהלך סינתזה, ניתן לשלב תרופות lipophilic לכלי רכב בלוטת זקיף, ובכך להגדיל את מסיסות תרופה והתאמת לממשל parenteral. כלי רכב בלוטת זקיף גם לעזור לייצב תרופות כמוסות, הפחתת השפלה ואישורם, ולמקסם את הפעולה טיפולית. כלי רכב אלה הם גם מתאימים במיוחד למשחק ארוך, הכנות שחרור מבוקר בשל היציבות שלהם ב3,4,8,9 טמפרטורת גוף. חשוב לציין, אנקפסולציה של תרופות בחלקיקי שומנים משנה את פרופילי pharmacokinetic הפנימיים של מולקולות התרופה. זה מספק יתרון פוטנציאלי על ידי המאפשר שחרור המבוקר של תרופות עם מדד טיפולי צר. שיעור השחרור של תרופות-התאגד בלוטת זקיף יכול להיות מכוון המבוסס על קצב פירוק שומנים או שיעור דיפוזיה התרופה במטריצת שומנים.
SLNs לעתים קרובות מהונדס להצטבר ברקמות יעד ספציפיות. לדוגמא, בגודל שלהם (בדרך כלל יותר מ -10 ננומטר) מגביר שייר במחזור, שבו כלי הדם הדולפים של רקמת גידול מקל בתצהיר. בנוסף, המסלול של ממשל חלקיקים הוכח לשנות biodistribution עם הפוטנציאל למקד מבנים פיסיולוגיים ספציפיים כגון בלוטות לימפה 10,11. על התצהיר ברקמות יעד, השיג אינטראקציות הסלולר מתאימות והפנמה סופית של חלקיקים הוא מאתגר בשל היכולת של קרום תא לשלוט באופן סלקטיבי את הזרימה של יונים ומולקולות לתוך ומחוץ לתא 12. כדי להקל על ספיגה תאית, ניתן לשנות nanocarriers עם ligands הספציפי כוללים פפטידים, מולקולות קטנות, ונוגדנים חד-שבטיים 13,14. מספר מנגנונים כוללים שתי חדירה פסיבית ותחבורה פעילה של חלקיקיםעל פני קרום התא תוארו בעבר 3,12,15. באופן כללי, זה כבר הוכיח כי אינטראקציות תא-ננו-חלקיקים מושפעות ממאפייני physicochemical של חלקיקים כולל גודל, צורה, תשלום פני השטח וכימיה של פני השטח, בנוסף לפרמטרי תא ספציפי כגון סוג תא או שלב מחזור תא 12.
חקירה קודמת הדגימה את הסינתזה של תת-10 SLNs ננומטר עבור יישומי זיהוי אקטואליים 16 וסמן ביולוגי 1 בשיטת טמפרטורת היפוך השלב (PIT) 17. זוהי שיטת סינתזה עדינה שבו 2 הרכב נשאר קבוע בעוד הטמפרטורה משתנה בהדרגה. ערבוב רציף של הפתרון המחומם, כפי שהוא מתקרר לתוצאות RT בnanoemulsion. תוצאות תהליך זה בסינתזה של SLNs עם גודל חלקיקים קטן יותר 1 מזה שדווחו בעבר תוך שימוש בשיטות שונות לסינתזה של השומנים נאןoparticles 17-22. הגודל בקנה מידה וכתוצאה מכך, פחות מ -20 ננומטר, מספק יתרון עבור יישומי מיקוד תאיים בשל הגדלת שטח פנים ואת הפוטנציאל לאינטראקציות סלולריות משופרות.
סכמטי של SLNs, נועד לספק צבע ניאון או טיפולי, מוצג באיור 1. SLNs מורכב (למשל, האלקאן ליניארי) מאפשר שילוב של תרכובות lipophilic (למשל, צבעים או הרפוי) וחיצוני פעילי שטח פנים שומנים (פעילי שטח לדוגמא, ליניארי nonionic) מוקף במים. במחקר זה, SLNs היו עמוס בצבע ניאון ומשמש כמודל לחקור אינטראקציות חלקיקי תאים. fibroblasts העיקרי אדם עור ותאים דנדריטים עכבר נחשפו לצבוע טעונים בלוטת זקיף לאורך זמן כדי לאפיין אינטראקציות ביחס לרעילות וספיגת חלקיקים. Assay 3 רומיד -2,5-diphenylphenyltetrazolium (4,5-dimethylthiazol-2-י.ל.) (MTT) היה utilized כדי להקים רמות מינון מתאימות. מיקרוסקופ פלואורסצנטי וcytometry זרימה היו שתי שיטות מועסקות לבחון ספיגת חלקיקים במבחנה.

איור 1. סכמטי של בלוטת הזקיף מראה את המרכיבים העיקריים. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. עיבוד של SLNs

אינטראקציה 2. SLNs עם fibroblasts ותאים דנדריטים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שיטת PIT שימשה לסנתז SLNs וטמפרטורת היפוך השלב נקבעה ניצול אמבט מים. הדגימות היו מחוממות לאט ובעדינות נסערת עד הפתרון הופיע ברור. טמפרטורת היפוך השלב לSLNs נעשה באמצעות השומנים heneicosane היא 45 מעלות צלזיוס. טבלת 1 מסכמת את גודל חלקיקים, polydispersity, נקודת התכה וחום כמוס של היתוך לSLNs. SLNs מסונתז באמצעות תנאי העיבוד שתוארו לעיל הביא SLNs השליטה וSLNs הטעון-ניר עם קוטר חלקיקים ממוצע של 18.59 ו16.87 ננומטר ועם polydispersity של 5.83 ו4.47, בהתאמה (איו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
במחקר זה, הסינתזה של SLNs ותחולתם ליישומי מיקוד תאיים נחקרו. חלקיקים ביולוגית אלה הראו הבטחה ככלי רכב משלוח עבור יישומים רבים, כולל משלוח סמים, השתקת גנים, וטכנולוגיות חיסון 25-30. SLNs קטן במיוחד היו מסונתז באמצעות תהליך קליל, ויחסי הגומלין שלהם עם תאי עור עיקריים ותאים חיסוניים ראשוניים נחקרו. SLNs נועד כוללת אנקפסולציה של צבע פלואורסצנטי (ניר), ששימש כמטען טיפולי מודל.
שיטת PIT הועסקה לסנתז בלוטות ז...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
המחקר המדווח בפרסום זה נתמך על ידי מחלקת המחקר והפיתוח המחקרי של המעבדה לפיזיקה יישומית של ג'ונס הופקינס, המשרד להעברת טכנולוגיה ותוכנית המלגות של סטיוארט ס. ג'אני, בנוסף למכון הלאומי ללב, ריאות ודם של המכונים הלאומיים לבריאות תחת פרס מספר R21HL127355.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| אדום הנילוס (NiR) | Sigma | 19123 | BioReagent, מתאים לפלואורסצנטיות, ≥ 98.0% |
| Heneicosane | Aldrich | 286052 | 98% |
| Brij O10 | Sigma | P6136 | Brij 97, C18-1E10, פוליאוקסיאתילן (10) אתר אוליל |
| מים | סיגמא | W3500 | מסנן סטרילי, BioReagent, מתאים לתרבית תאים |
| מסנן מזרק 0.2 ומיקרו; m Supor ממברנה נמוכה קשירת חלבון | מדעי החיים | PN4612 | פירוגני |
| Nanotrac Ultra | Microtrac | מספר סידורי U1985IS | מכשיר |
| סריקה דיפרנציאלית קלורימטר | Mettlet-Toledo | Institutement | |
| פיברובלסטים אנושיים ראשוניים | Life Technologies | C-004-5C | Neonatal (HDFn) |
| Medium 106 | Life Technologies | M-106-500 | מדיום נוזלי סטרילי לתרבית פיברובלסטים עוריים אנושיים. |
| ערכת תוסף צמיחה נמוכה בסרום (ערכת LSGS) | Life Technologies | S-003-K | כל הרכיבים של |
| ערכת בדיקת התפשטות תאי | Trevigen | 4890-025-K | ערכה רגישה למדידת התפשטות תאים המבוססת על הפחתת מלח הטטרזוליום, 3-[4,5-dimethylthiazol-2- yl]-2,5-diphenyl-tetrazolium bromide (MTT) |
| Safire2 microplate reader | Tecan | ---- | מכשיר |
| פוספט חוצץ מלח | Sigma | P5493 | לביולוגיה מולקולרית |
| עכברים רקומביננטיים GM-CSF | Peprotech | 315-03 | >97%, על ידי SDS-PAGE בתנאים מצמצמים ומוצג על ידי כתם כסף. |
| עכברים רקומביננטיים IL-4 | Peprotech | 214-14 | >97%, על ידי SDS-PAGE בתנאים מפחיתים ומוצג על ידי כתם כסף. |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה