בפרוטוקול זה, דולסורוביצ'ין טעון AS1411-g-PEI-g-PEG חלקיקי זהב שונה מסונתזים באמצעות תגובות אמיד שלושה שלבים. לאחר מכן, דוסורוביצ'ין נטען ונמסר כדי למקד תאים סרטניים לטיפול בסרטן.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
בפרוטוקול זה, דולסורוביצ'ין טעון AS1411-g-PEI-g-PEG חלקיקי זהב שונה מסונתזים באמצעות תגובות אמיד שלושה שלבים. לאחר מכן, דוסורוביצ'ין נטען ונמסר כדי למקד תאים סרטניים לטיפול בסרטן.
בשל עמידות לתרופות ורעילות בתאים בריאים, השימוש ב- doxorubicin (DOX) הוגבל בטיפול קליני בסרטן. פרוטוקול זה מתאר את העיצוב של פולי (אתילנימין) מושתל עם פוליאתילן גליקול (PEI-g-PEG) חלקיקי זהב פונקציונליים (AuNPs) עם aptamer טעון (AS1411) ו DOX באמצעות תגובות אמיד. AS1411 מחובר במיוחד עם קולטני גרעין ממוקדים על תאים סרטניים, כך DOX מטרות תאים סרטניים במקום תאים בריאים. ראשית, PEG הוא carboxylated, לאחר מכן מושתל PEI מסועף כדי לקבל COPolymer PEI-g-PEG, אשר אושרה על ידי ניתוח 1H NMR. לאחר מכן, חלקיקי זהב מצופים קופולימר PEI-g-PEG (PEI-g-PEG@AuNPs) מסונתזים, ו- DOX ו- AS1411 נקשרים בקובאליות ל- AuNPs בהדרגה באמצעות תגובות עמידות. הקוטר של AS1411-g-DOX-g-PEI-g-g-PEG@AuNPs מוכן הוא ~ 39.9 ננומטר, עם פוטנציאל זטה של -29.3 mV, המציין כי חלקיקים יציבים במים ובינוני תאים. מבחני ציטוטוקסיות התא מראים כי AuNPs DOX שתוכנן לאחרונה מסוגלים להרוג תאים סרטניים (A549). סינתזה זו מדגימה את הסידור העדין של קופולימרים PEI-g-PEG, aptamers, ו DOX על AuNPs מושגים על ידי תגובות אמיד רציפות. כזה aptamer-PEI-g-PEG פונקציונלי AuNPs לספק פלטפורמה מבטיחה עבור אספקת תרופות ממוקדות בטיפול בסרטן.
בהיותו הבעיה העיקרית בבריאות הציבור ברחבי העולם, סרטן מאופיין באופן נרחב כבעל שיעור ריפוי נמוך, שיעור הישנות גבוה ושיעור תמותה גבוה1,2. השיטות הקונבנציונליות הנוכחיות נגד סרטן כוללות ניתוח, כימותרפיה והקרנות3, ביניהן כימותרפיה היא הטיפול העיקרי לחולי סרטן במרפאה4. תרופות קליניות נגד סרטן בשימוש כוללות בעיקר paclitaxel (PTX)5 ו דוקסורוביצין (DOX)6,7. DOX, תרופה אנטי-ניאופלסטית, יושמה באופן נרחב בכימותרפיה קלינית, בשל היתרונות של ציטוטוקסיות סרטן ועיכוב התפשטות תאים סרטן8,9. עם זאת, DOX גורם לב-חזה10,11, ואת זמן מחצית החיים הקצר של DOX מגביל את היישום שלה במרפאה12. לכן, נשאי תרופות מתכלים נדרשים לטעון DOX ושחרור subequently באופן מבוקר לאזור ממוקד.
חלקיקים נמצאים בשימוש נרחב במערכות משלוח תרופות ממוקדות ויש להם מספר יתרונות בטיפול בסרטן (כלומר, יחס משטח לנפח גדול, גודל קטן, היכולת לתמצת תרופות שונות, כימיית משטח מתכווננת, וכו ') 13,14,15. בפרט, חלקיקי זהב (AuNPs) היו בשימוש נרחב ביישומים ביולוגיים וביו-רפואיים, כגון טיפול בסרטן פוטותרמי16,17. המאפיינים הייחודיים של AuNPs, כגון סינתזת facile ופונקציונליזציה משטח כללי, יש סיכויים מצוינים בתחום הקליני של טיפול בסרטן18. כמו כן, AuNPs שימשו כדי לזהות אסטרטגיות אספקת תרופות, לאבחן גידולים, להתגבר על ההתנגדות במחקרים רבים19,20.
למרות זאת, AuNPs צריך להיות מותאם עוד יותר כדי להתגבר על עמידות לסמים באמצעות שחרור מקומי גבוה בנגעים הגידול באמצעות חדירה משופרת ושמירה (EPR), כגון תכונות מיקוד ונגישות. תרופות רב-תכליתיות פולימריות הפגינו יתרונות ייחודיים, כגון מסיסות מים משופרת של תרופות הידרופוביות נגד סרטן וזמן זרימת דם ממושך21,22. פולימרים שונים בעלי תאימות ביולוגית שימשו לציפויים של AuNP, כגון פוליאתילן גליקול (PEG), פוליאתילנימין (PEI), חומצה היאלורונית, הפרין וקסנטן גאם. ואז היציבות, כמו גם את המטען, של AuNPs הוא השתפר היטב23. באופן ספציפי, PEI הוא פולימר מסועף מאוד המורכב מיחידות חוזרות רבות של אמינים ראשוניים, משניים ושלישוניים24. PEI יש מסיסות מעולה, צמיגות נמוכה, רמה גבוהה של פונקציונליות, אשר מתאים ציפוי על AuNPs.
מצד שני, תרופות נגד סרטן צריך להיות מועבר לתאי סרטן ישירות עם יעילות טעינה משופרת, ועם רעילות נמוכה יותר לטיפול בגידולים גרורתיים ראשוניים ומתקדמים25. ligands ממוקד יש פוטנציאל גדול עבור תרופות נגד סרטן ממוקד מערכות משלוח26. הסלקטיביות שלה עבור מולקולת היעד מחייב מעניק תרופה נגד סרטן מיקוד ספציפיות ומגביר את העשרת התרופה ברקמות חולות27. ליגנדים נוספים כוללים נוגדנים, פוליפפטידים ומולקולות קטנות. בהשוואה ליגנדים אחרים, חומצת גרעין aptamers יכול להיות מסונתז במבחנה והם קלים לשינוי. AS1411 הוא אוליגונוקלאוטיד phosphodiester 26 bp ללא שינוי המהווה מבנה G-tetramer דימרי יציב לאגד במיוחד קולטן חלבון גרעיני היעד overexpressed על תאים סרטניים28,29,30. AS1411 מעכב את התפשטותם של תאים סרטניים רבים אך אינו משפיע על הצמיחה של תאים בריאים31,32. כתוצאה מכך, AS1411 שימש כדי לפברק מערכת אספקת סמים ממוקדת אידיאלית.
במחקר זה, קופולימר PEI-g-PEG מסונתז באמצעות תגובת אמיד, אז PEI-g-PEG חלקיקי זהב מצופים (PEI-g-PEG@AuNPs) הם מפוברק. בנוסף, DOX ו- AS1411 מקושרים ברצף PEG@AuNPs PEI-g-g המוכן, כפי שמוצג באיור 1. פרוטוקול מפורט זה נועד לסייע לחוקרים להימנע רבים מהמלכודות הנפוצות הקשורות לייצור PEG@AUNPS PEI-g-PEG@AuNPs חדש טעון עם DOX ו- AS1411.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
התראה: הקפד להתייעץ עם כל גיליונות הנתונים הרלוונטיים לבטיחות החומרים (MSDS) לפני השימוש בכל הכימיקלים. כמה כימיקלים המשמשים להכנת copolymer וננו חלקיקים רעילים מאוד. חלקיקים יש גם סכנות פוטנציאליות. הקפד להשתמש בכל נוהלי הבטיחות המתאימים וציוד מגן אישי, כולל כפפות, חלוק מעבדה, ברדסים, מכנסיים באורך מלא ונעליים קרובות.
1. סינתזה של פוליאתילן גליקול כפול קרבוקסיל (CT-PEG)33
2. סינתזה של קופולימר PEI-g-PEG
3. סינתזה של PEI-g-PEG@AuNPs
4. סינתזה של DOX-g-PEI-g-PEG@AuNPs
5. סינתזה של AS1411-g-DOX-g-PEI-g-PEG@AuNPs
6. אפיון לדוגמה
7. CCK-8 מבחנים של חלקיקי AS1411-g-DOX-g-PEI-g-PEG@AuNPs
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1 ספקטרוסקופיית H NMR שימשה לאישור הסינתזה המוצלחת של פולימר CT-PEG וקופולימרים PEI-g-PEG(איור 2). איור 2a מראה כי אות פרוטון מתילן ב- δ = 3.61 עמודים לדקה ואות פרוטון קרבוקסיל ב- δ = 2.57 עמודים לדקה מאשרים את הסינתזה המוצלחת של פולימרים CT-PEG. איור 2b מראה כי אות פרוטון המתילן של PEG ב- δ = 2.6 עמודים לדקה ואות פרוטון של PEI ב- δ = 1.66 עמודים לדקה מאשרים את הסינתזה של קופולימרים PEI...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ספקטרום NMR 1H (איור 2) מאשר את הסינתזה המוצלחת של קופולימר CT-PEG וקופולימר PEI-g-PEG. המשקולות המולקולריות של PEG ו-PEI היו 1,000 ו-1,200, בהתאמה. בנוסף, המערכת הקטליטית EDC / NHS שימשה לסנתז PEI-g-PEG קופולימר באמצעות תגובות אמיד. יש לציין כי אם המשקלים המולקולריים של PEG ו- PEI השתנו לסנתז PEI-g-PEG copolymer, אז זמן התגובה ואת המערכת הקטליטית צריך להיות הערכה מחדש. כמו כן, מצב התגובה עבור ציפוי COPolymer PEI-G-PEG על AuNPs צריך להיות מותאם עוד יותר, בעיקר בגלל משקל המולקולה ו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
מחקר זה מומן על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (31700840); פרויקט המחקר המדעי המרכזי של מחוז הנאן (18B430013, 18A150049). מחקר זה נתמך על ידי תוכנית המלומדים של נאנחו לחוקרים צעירים של XYNU. המחברים רוצים להודות לסטודנט לתואר ראשון זבו קו מהמכללה למדעי החיים ב- XYNU על יצירותיו המועילות. המחברים רוצים להכיר במרכז ניתוח ובדיקות של XYNU לשימוש בציוד שלהם.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 4-Dimethylaminopyridine | Macklin | D807273 | |
| A549 תא | ATCC CCL-185TM | ||
| AS1411 | BBI Life Sciences Corporation | 5'-d (TTTGGTGGTGTGGTTGTGTGGTGGTGGTGG) FL-AS1411 (פלואורופור מסומן AS1411) | |
| נטול מים טטרהידרופוראן (THF) | SinoPharm Chemical Reagent Co., Ltd | ||
| ערכת ספירת תאים -8 ( CCK-8) | סיגמא אולדריץ' | 96992-500TESTS-F | |
| דיכלורומתאן | רפואה סינית מסורתית | 80047318 | |
| אתר דיאתיל (Et2O) | SinoPharm Chemical Reagent Co., Ltd | ||
| דימתיל סולפוקסיד | מקלין | D806645 | |
| מדיום הנשר המותאם של דולבקו (DMEM) | סיגמא אולדריץ | ||
| 'דוקסורוביצין הידרוכלוריד | Rhawn | R017518 | |
| אתר מוחלט | רפואה סינית מסורתית | 80059618 | |
| העברת פליטת שדה מיקרוסקופ | אלקטרונים FEI Company | Tecnai G2 F 20 | |
| Gold(III) כלוריד טריהידראט | Rhawn | R016035 | |
| מכשיר לייזר בגודל חלקיקים | Malvern Instruments Ltd | ZetasizerNanoZS/ Masterszer3000E | |
| Microplate Reader | מכשירים מולקולריים | SpectraMax 190 | |
| N-(3-Dimethylaminopropyl)-N'-ethylcarbodiimide hydrochloride | Macklin | N808856 | |
| N-Hydroxysuccinimide | Macklin | H6231 | |
| NMR תוכנה | דלתא 5.2.1 | ||
| ספקטרומטר תהודה מגנטית גרעינית | JEOL | JNM-ECZ600R/S3 | |
| מקור 8.5 | OriginLab | ||
| פניצילין | סיגמא אולדריץ' | V900929-100 מ"ל | |
| מי מלח חוצץ פוספט | סיגמא אולדריץ' | P4417-100TAB | |
| פולי (אתילן גליקול) | סיגמא אולדריץ' | 81188 | BioUltra, תמיסת Mn ~ 1000 |
| פולי (אתילנימין) ממוצעת | סיגמא אולדריץ' | 482595 | ממוצע Mn ~ 1200, 50 wt.% ב-H2O |
| נתרן בורוהידריד, אבקה | Acros | C18930 | |
| Streptomycin | Sigma Aldrich | 85886-10ML | |
| אנהידריד סוקסיני | רפואה סינית מסורתית | 30171826 | |
| Tetrahydrofuran | רפואה סינית מסורתית | 40058161 | |
| Triethylamine | רפואה סינית מסורתית | 80134318 | |
| ספקטרומטר UV/VIS/NIR | Lambda950 | Lambda950 | |
| ספקטרומטר פוטו-אלקטרונים רנטגן | Thermo פישר מדע | K-ALPHA 0.5EV |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.