Un cristallo liquido nanoparticella (LCNP) nanocarrier viene sfruttato come veicolo per l'erogazione controllata di un carico idrofoba sulla membrana plasmatica delle cellule viventi.
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Articolo metodologico
Targeted membrana plasmatica di consegna di un idrofobo Cargo incapsulato in un cristallo nanoparticelle Carrier Liquid
In questo articolo
Sommario
Abstract
L'erogazione controllata di agenti droga / imaging per cellule è critico per lo sviluppo di terapie e per lo studio dei processi di segnalazione cellulare. Recentemente, le nanoparticelle (NP) hanno mostrato significativa promessa per lo sviluppo di tali sistemi di consegna. Qui, un cristallo liquido NP (LCNP) sistema di erogazione sede è stato impiegato per l'erogazione controllata di un colorante insolubile in acqua, 3,3'-dioctadecyloxacarbocyanine perclorato (DIO), all'interno del nucleo NP alla regione idrofobica di un plasma doppio strato di membrana. Durante la sintesi delle nanoparticelle, il colorante è stato efficacemente incorporato nel nucleo LCNP idrofobico, come confermato da analisi spettroscopica multiple. Coniugazione di un colesterolo derivato PEGylated alla superficie NP (Dio-LCNP-PEG-Chol) ha consentito il legame delle NP dye-caricato alla membrana plasmatica in HEK 293T / 17 cellule. Risolta in tempo scansione laser confocale microscopia e Förster trasferimento di energia di risonanza (FRET) di imaging ha confermato il passaggioive efflusso di DiO dal nucleo LCNP e il suo inserimento nel doppio strato membrana plasmatica. Infine, la consegna della DIO come LCNP-PEG-Chol attenuato la citotossicità della DIO; la forma NP della DIO esposto ~ 30-40% in meno tossicità rispetto al DiO gratuito consegnato dalla soluzione di massa. Questo approccio dimostra l'utilità della piattaforma LCNP come una modalità efficace per la fornitura specifica membrana e modulazione dei carichi molecolari idrofobiche.
Introduzione
Dal momento che l'avvento di interfacciarsi nanomateriali (materiali ≤100 nm in almeno una dimensione) con cellule viventi, un obiettivo costante è stato quello di sfruttare le proprietà uniche dipendenti dalle dimensioni delle nanoparticelle (NPS) per varie applicazioni. Queste applicazioni comprendono cellule e tessuti etichettatura / immagini (sia in vitro che in vivo), rilevamento in tempo reale, e l'erogazione controllata di farmaci e altri carichi 1. Esempi di tali importanti proprietà NP includono l'emissione dipendente dalle dimensioni dei nanocristalli semiconduttori (punti quantici, QD); le proprietà fot....
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Protocollo
1. Preparazione di Dio-LCNP e Dio-LCNP-PEG-Chol
- Sciogliere liquido diacrilato cristallina agente reticolante (DACTP11, 45 mg), 3,3'-dioctadecyloxacarbocyanine perclorato (DIO, 2 mg), e un iniziatore radicale libero (azobisisobutirronitrile, 1 mg) per la polimerizzazione in 2 ml di cloroformio. Aggiungere questo ad una soluzione acquosa di tensioattivo acrilato-funzionalizzato (AC10COONa, 13 mg in 7 ml).
- Mescolare la miscela per 1 ora e sonicare all'80% ampiezza per 5 minuti per produrre una miniemulsion composto di piccole goccioline di materiale organico circondato da tensioattivo polimerizzabile in acqua.
- Riscaldare la miscela....
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Risultati
LCNPs sono stati preparati in cui il nucleo idrofobico del NP è stato caricato con una sonda membrana etichettatura rappresentante per dimostrare l'utilità del LCNP come veicolo consegna efficiente per carichi idrofobiche. A questo scopo, il carico scelto è stato il potenziometrica colorante membrana etichettatura altamente insolubile in acqua, DiO. LCNPs DiO-caricati (DIO-LCNPs) sono stati sintetizzati utilizzando una tecnica mini-emulsione a due fasi con i componenti chimici DACTP11, AC10COONa e DiO, come mostrato.......
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Discussione
Un obiettivo costante di NMDD è il targeting e l'erogazione controllata di formulazioni di farmaci a cellule e tessuti, in combinazione con contestuale miglioramento della efficacia del farmaco. Una specifica classe di molecole di farmaco per il quale questa ha posto una sfida significativa è idrofobe agenti farmaci / imaging che hanno parsimonia per non solubilità in mezzi acquosi. Questo problema ha afflitto la transizione di potenti farmaci da sistemi di coltura cellulare in vitro per l'impo.......
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Dichiarazioni
Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato supportato dal NRL base di finanziamento del programma (unità di lavoro MA041-06-41-4943). ON è supportata da un Postdoctoral Research Associateship Consiglio Nazionale delle Ricerche.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| 1-etil-3-(3-(dimetilammino)-propil)carbodiimmide cloridrato (EDCA) | ThermoFisher | E2247 | |
| 3,3′-dioctadecyloxacarbocianina perclorato (DiO) | Sigma Aldrich | D4292-20MG | Pericoloso; fare la soluzione madre in DMSO |
| Colesterolo poli(glicole etilenico) ammina cloridrato | Nanocs, Inc. | PG2-AMCS-2k | |
| Contatore di cellule automatizzato Countess | ThermoFisher | C10227 | |
| Dioctadecyl-3,3,3′ ,3′-tetrametilindocarbocianina perclorato (DiI) | Sigma Aldrich | 468495-100MG | Pericoloso; fare la soluzione madre in DMSO |
| Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) | ThermoFisher | 21063045 | Caldo in 37 ° C prima |
| dell'uso Soluzione salina tamponata con fosfato di Dulbecco (DPBS) | ThermoFisher | 14040182 | Warm in 37 gradi C prima dell'uso |
| Strumento di diffusione dinamica della luce | ZetaSizer NanoSeries (Malvern Instruments Ltd., Worcestershire, Regno Unito) | ||
| Fibronectina Proteina Bovina, Plasma | ThermoFisher | 33010018 | Preparare la soluzione madre 1 mg/ml utilizzando DPBS. Utilizzare 20-30 µ g/ml per il rivestimento di piatti MetTek, 2 ore a 37 ° C |
| Formaldeide (16%, W/V) | ThermoFisher | 28906 | Pericoloso; diluire al 4% utilizzando DPBS |
| Cellule renali embrionali umane (HEK 293T/17) | American Type Culture Collection | ATCC® CRL-11268&commercio; | |
| Soluzione per l'imaging di cellule vive (LCIS) | ThermoFisher | A14291DJ | Warm in 37 gradi C prima dell'uso |
| MatTek 14 mm # 1.0 coverglass insert piatto per coltura cellulare | MatTek corporation | P35G-1.0-14-C | |
| Modified Eagle Medium (DMEM) contenente 25 mM | HEPES ThermoFisher | 21063045 | Warm in 37 ° C prima dell'uso |
| N-idrossisulfosuccinimide sale sodico (NHSS) | ThermoFisher | 24510 | |
| Nikon A1si microscopio confocale spettrale | Nikon Instruments | ||
| Trypan Blue Stain (0,4%) | ThermoFisher | T10282 | miscelare al 50% alla sospensione cellulare prima di contare le cellule |
| Strumento di potenziale | ZetaSizer NanoSeries (Malvern Instruments Ltd., Worcestershire, Regno Unito) | ||
| Processore a ultrasuoni | Sonics and Materials Inc | GEX 600-5 | |
| Mini Cetntrifuge | Benchmark | Mini-fuge-04477 | |
| PD-10 Sephadex&commercio; G-25 Medium | GE Healthcare | 17-0851-01 | |
| Bio-Rad ChemiDoc XRS Sistema di imaging | Bio-RAD | 76S/07434 | |
| Tripsina-EDTA (0,25%), rosso fenolo | ThermoFisher | 25200056 |
Riferimenti
- Nag, O. K., Field, L. D., Chen, Y., Sangtani, A., Breger, J. C., Delehanty, J. B. Controlled actuation of therapeutic nanoparticles: an update on recent progress. Ther. Deliv. 7 (5), 335-352 (2016).
- Galvao, J., Davis, B., Tilley, M., Normando, E., Duchen, M. R., Cordeiro, M. F. Unexp....
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Ristampe e permessi
