מתוארת ומאומתת שיטה להקמת מודל מבחנה של מחסום דם-מוח המבוסס על תרבית משותפת של תאי אנדותל מיקרו-וסקולריים במוח חולדות ואסטרוציטים. מערכת זו הוכיחה את עצמה ככלי תקף לחקר השפעת הננו-פורמולה על חדירת מחסום הטרנס-מחסום של מולקולות פלואורסצנטיות.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מתוארת ומאומתת שיטה להקמת מודל מבחנה של מחסום דם-מוח המבוסס על תרבית משותפת של תאי אנדותל מיקרו-וסקולריים במוח חולדות ואסטרוציטים. מערכת זו הוכיחה את עצמה ככלי תקף לחקר השפעת הננו-פורמולה על חדירת מחסום הטרנס-מחסום של מולקולות פלואורסצנטיות.
תאי אנדותל מיקרו-וסקולריים במוח, הנתמכים על ידי פריציטים ואסטרוציטים, אחראים לחדירה נמוכה של תרופות מסיסות הידרו-מסיסות גדולות דרך מחסום הדם-מוח (BBB), מה שגורם לקשיים בטיפולים תרופתיים יעילים. בשנים האחרונות, אסטרטגיות שונות לקידום מיקוד מוחי נועדו לשפר את העברת התרופות ואת הפעילות באתר זה, כולל ננו-מערכות חדשניות להעברת תרופות ברחבי BBB. בהקשר זה, גישה חוץ גופית המבוססת על מודל תאי פשוט של ה-BBB מספקת כלי שימושי לחקירת ההשפעה של ננו-פורמולציות על חדירת טרנס-BBB של מולקולות. מחקר זה מתאר את הפיתוח של BBB דו-שכבתי, המורכב מתאי אנדותל מיקרו-וסקולריים ראשוניים של חולדות בתרבית משותפת ואסטרוציטים. מתוארת גם גישה רב-פרמטרית לאימות המודל, המבוססת על מדידת ההתנגדות החשמלית הטרנסאנדותל והחדירות לכאורה של דקסטרן במשקל מולקולרי גבוה. כהוכחת היתכנות לשימוש במודל BBB זה כדי לחקור את ההשפעה של ננו-פורמולציות שונות על טרנסלוקציה של מולקולות פלואורסצנטיות על פני המחסום, אנו מתארים את השימוש בפלואורסצאין איזותיוציאנט (FITC), הטעון בננו-חלקיקי פריטין. היכולת של פריטינים לשפר את חדירת הטרנס-BBB של FITC הודגמה על ידי מדידות שטף וניתוחי מיקרוסקופיה קונפוקלית. התוצאות מצביעות על כך שזו מערכת שימושית לאימות ננו-מערכות להעברת תרופות על פני BBB.
ההתנגדות של מערכת העצבים המרכזית (CNS) מחלות (כלומר. סרטן, אפילפסיה, דיכאון, סכיזופרניה והפרעה נוירולוגית הקשורים HIV) לטיפולים תרופתיים נובע מנגנונים שונים, כולל חלחול התרופה מפרך דרך מחסום הדם-מוח (BBB) . של BBB הוא הגבול מבודד רקמות מוח מפני החומרים במחזור הדם. בתוך המחסום הזה, שכבה של תאי אנדותל כלי דם במוח (BMECs), נתמכים על ידי pericytes האסטרוציטים endfeet, אחראית סלקטיביות הגבוהה של BBB לאלו תרופות hydrosoluble עם משקל מולקולרי גבוהה מ -400 Da 1. עוד מנגנון עמידות הקשורות לסמים קשורים לנוכחות על BMECs של מובילים בזרימת התרופה (P-glycoprotein והתנגדות multidrug חלבונים), אשר שיתוף פעולה כדי לצמצם את חדירת התרופה לתוך מערכת העצבים המרכזית ואת להקל שהחול שלהם מהמוח 2.
בעשור האחרון, מספר רב של גישות nanotechnological פותח כדי לעמוד באתגר הקליני וביולוגי של אספקת סמים ברחבי BBB 3-6. בהקשר זה, nanospheres פריטין (FNN) מייצג פתרון חדשני ומבטיח לחלוטין. FNN הם 12 תחומים ננומטר של 24 פריטין הרכבה עצמית (Fn) מונומרים, אשר מסודרים במבנה כדורי חלול של 8 קוטר פנימי ננומטר. יחידות משנת פריטין יכולה להיות מפורקת ב- pH חומצי מחדש באופן צורה-זיכרון על ידי הביא את ה- pH ניטראלי, המאפשר מולקולות אורגניות שונות להיות במארז. לכן, FNN מייצג מודל מעניין לפיתוח 7,8 למערכות אספקת תרופות רבות תכליתי. יתר על כן, FNN עלול ליצור אינטראקציה עם הודות BMECs אל הכרה ספציפית של transferrin קולטן (TFR) 1, אשר באה לידי ביטוי על הממברנה luminal של תאים אלה 9.
עד כה, שונה במודלים חוץ גופייה של BBB פותח יורדr להבהיר חדירות טראנס-BBB לסמים שונים, רעיל לכיוון BBB, או האינטראקציה של מולקולות עם מובילים בזרימה. אכן, מודלים אלה נחשבים תקפים במבחנת גישות להקרנה מהירה של מולקולות פעילות לפני שתמשיך עם מחקרי in vivo. מודלים אלה כוללים שכבת האנדותל יחידה של BMECs או BMECs שיתוף תרבותי האסטרוציטים (לעתים רחוקות יותר pericytes), המתקבלת מן החי (חולדה, עכבר, חזיר שור) או שורות תאים אנושיות 10,11,12. את ההתנגדות החשמלית Transendothelial (TEER) ואת החדירות לכאורה (אפליקצית P) של קליעים נותבים עם משקל מולקולרי מוגדר מייצגי שני פרמטרים קריטיים המשמשים כדי לקבוע את איכות המודל חוץ גופייה. כאן אנו מתארים את העסקת מודל BBB במבחנה, מבוסס על שיתוף התרבות של עכברוש BMECs (RBMECs) וחולדה האסטרוציטים קליפת המוח (RCAs) ללמוד את חלחול טרנס-BBB של nanocages פריטין encapsulating isothi והעמסתocyanate (FITC).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הקמת מודל BBB
הערה: הקמת מודל BBB אנו ממליצים להשתמש RBMECs העיקרי זמין מסחרי RCAs. כל הצעדים חייבים להתבצע עם ריאגנטים מתכלים סטרילי, טיפל במנדף זרימה למינרית.
2. אימות BBB
3. חוצה BBB חלחול של FITC טעון Ferritins (FNN)
הערה: גרסה רקומביננטי של פריטין האדם (Fn), המיוצר Escherichia coli והורכבו nanocages (FNN) אנקפסולציה של מולקולות ניאון שונים, זמין אצל NanoBioLab של פרופ פרוספרי (אוניברסיטת מילאנו-Bicocca, איטליה). FNN נטען עם FITC, על פי פרוטוקול שתואר לעיל 13 ועל הריכוזי הוא Fn ואת המולקולות הטעונות הם במדויק determined.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
במהלך הקמת מודל BBB, מצורף התא והצמיחה על המחדיר ניתן לנטר באמצעות מיקרוסקופ אור הודות לאופי השקוף של ממברנות PET. RCAs, זורעים בצפיפות של 35,000 תאים / 2 ס"מ, לצרף ביעילות את הצד התחתון של הכנס לאחר 4 שעות של דגירה על RT (איור 2 א) ולגדול כדי לכסות את פני השטח קרום ב 3 ימים, לוקח מורפולוגיה כישוריות (תרשים 2B). RBMECs, זורעים בצפיפות של 60,000 תאים / 2 ס"מ, מחוברים בעליל על הפנים הע...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שיטת מחקר in vitro המתוארת כאן מייצגת גישה תוקף שימושית כדי לחקור מתן טרנס-BBB של מולקולות ניאון על nanoformulation עם חלקיקים. כאן אנו משתמשים FNN, מייצגת מועמד טוב כדי ללמוד את טרנסלוקציה של מולקולות מטען ברחבי BBB. FNN נחשבת nanovector הזהב למסירה טרנס-BBB של סמים / סוכנים שכן הוא מוכר במיוחד ידי הקולטן TfR1, אשר באה לידי ביטוי על הממברנה luminal של BMECs ומתווך את ספיגת ננו-חלקיקים באמצעות מסלול הפנמה קולטן בתיווך. יתר על כן, FNN הוא ננו-חלקיק טבעי ויש לו ולכן פרופיל ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.
המחברים מודים ל-Assessorato alla Sanità, Regione Lombardia ובית החולים Sacco (פרויקט NanoMeDia) על מימון המחקר.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| תאי אנדותל מיקרו-וסקולריים של מוח חולדות | Innoprot | P10308 | בודד מרקמת מוח של חולדה Sprague Dawley, נשמר בהקפאה במעבר הראשון והעביר |
| אסטרוציטים קליפת המוח קפואים | Innoprot | P10202 | בודד מרקמת מוח של חולדה במשך יומיים, נשמר בהקפאה במעבר הראשון ונמסר קפוא. |
| ערכת תאי אנדותל בינונית | Innoprot | P60104 | ECM (500 מ"ל) וסרום בווין עוברי (25 מ"ל), תוסף צמיחת תאי אנדותל (5 מ"ל) ופניצילין/סטרפטומיצין (5 מ"ל). חם ב-37 מעלות; יש אמבט מים C לפני השימוש ולהגן מפני |
| אור טריפסין-EDTA ללא פנול אדום | EuroClone | ECM0920D | לחמם ב-37 מעלות ו-37 מעלות; אמבט מים C לפני השימוש |
| פלואורסצאין איזותיוציאנט-דקסטרן 40,000 | Sigma | FD40S | מגן מפני |
| פרפורמלדהיד קל | סיגמא | 158127 | דילול במכסה המנוע הכימי |
| חוצץ הפוספט של Dulbecco ללא Ca ו-Mg | EuroClone | ECB4004L | |
| Triton X-100 | Sigma | T8787 | |
| אלבומין סרום בקר | סרום עיזים Sigma | A7906 | |
| EuroClone | ECS0200D | ||
| עכבר חד שבטי אנטי-פון ווילברנד פקטור | Dako | M0616 | |
| AlexaFluor 546-נוגדן מצומד נגד עכבר IgGs | ThermoFischer Scientific | A-11003 | להגן מפני |
| אור DAPI (4', 6-diamidino-2-phenylindole) | ThermoFischer Scientific | D1306 | להגן מפני אור |
| ProLong Gold Antifade Mountant | ThermoFischer Scientific | P36934 | |
| Poly-L-lysine Hydrobromide | Sigma | P1274 | ניתן להשתמש באותה תמיסה מספר פעמים |
| פיברונקטין מפלזמת בקר | להשתמש באותה תמיסה | Sigma | F1141 |
| פוליאתילן טרפתלט (PET) מוסיף ממברנות | Falcon | F3090 | שטח פנים: 4.2 ס"מ2; גודל נקבוביות 0.4 & מיקרו; m/שטח פנים |
| T75 Primo TC בקבוק | EuroClone | ET7076 | |
| T175 בקבוק Primo TC | EuroClone | ET7181 | |
| EVOM2 רקמת אפיתל וולט/אוומטר | World Precision Instruments גרמניה | EVOM2 | |
| Endohm- 24SNAP cup | World Precision Instruments גרמניה | ENDOHM-24SNAP | |
| מיקרוסקופ אור/פלואורסצנטי עם מצלמה | Leica Microsystems | DM IL LED Fluo/ ICC50 W מודול מצלמה | מיקרוסקופ הפוך לתאים חיים עם מצלמה |
| מיקרוסקופ קונפוקלי | Leica Microsystems | TCS SPE | |
| ספקטרופלואוריומטר | Jasco | FP-8000 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.