In dit protocol worden doxorubicine-geladen AS1411-g-PEI-g-PEG gemodificeerde gouden nanodeeltjes gesynthetiseerd via driestapsamidereacties. Vervolgens wordt doxorubicine geladen en afgeleverd om kankercellen te targeten voor kankertherapie.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Synthese van Aptamer-PEI-g-PEG gemodificeerde gouden nanodeeltjes geladen met Doxorubicine voor gerichte medicijnafgifte
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Vanwege resistentie en toxiciteit van geneesmiddelen in gezonde cellen is het gebruik van doxorubicine (DOX) beperkt in klinische kankertherapie. Dit protocol beschrijft het ontwerpen van poly(ethyleenimine) geënt met polyethyleenglycol (PEI-g-PEG) copolymeer gefunctionaliseerde gouden nanodeeltjes (AuNPs) met geladen aptamer (AS1411) en DOX door middel van amidereacties. AS1411 is specifiek gebonden met gerichte nucleolin receptoren op kankercellen, zodat DOX zich richt op kankercellen in plaats van gezonde cellen. Eerst wordt PEG carboxyleerd en vervolgens geënt op vertakte PEI om een PEI-g-PEG-copolymeer te verkrijgen, wat wordt bevestigd door 1H NMR-analyse. Vervolgens worden PEI-g-PEG copolymeer gecoate gouden nanodeeltjes (PEI-g-PEG@AuNPs) gesynthetiseerd en worden DOX en AS1411 geleidelijk via amidereacties covalent aan AuNPs gebonden. De diameter van de voorbereide AS1411-g-DOX-g-PEI-g-PEG@AuNPs is ~39,9 nm, met een zetapotentiaal van -29,3 mV, wat aangeeft dat de nanodeeltjes stabiel zijn in water en celmedium. Celcytotoxiciteitstesten tonen aan dat de nieuw ontworpen DOX geladen AuNPs kankercellen kunnen doden (A549). Deze synthese toont de delicate opstelling van PEI-g-PEG copolymeren, aptamers en DOX op AuNPs die worden bereikt door sequentiële amidereacties. Dergelijke aptamer-PEI-g-PEG gefunctionaliseerde AuNPs bieden een veelbelovend platform voor gerichte medicijnafgifte in kankertherapie.
Inleiding
Omdat kanker wereldwijd het grootste volksgezondheidsprobleem is, wordt kanker algemeen gekenmerkt als een laag genezingspercentage, een hoog recidiefpercentage en een hoogsterftecijfer 1,2. De huidige conventionele antikankermethoden omvatten chirurgie, chemotherapie en radiotherapie3, waaronder chemotherapie de primaire behandeling is voor kankerpatiënten in de kliniek4. Klinisch gebruikte geneesmiddelen tegen kanker omvatten voornamelijk paclitaxel (PTX)5 en doxorubicine (DOX)6,7
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
LET OP: Zorg ervoor dat u alle relevante materiaalveiligheidsinformatiebladen (MSDS) raadpleegt voordat u alle chemicaliën gebruikt. Verschillende chemicaliën die worden gebruikt voor de bereiding van copolymeer en nanodeeltjes zijn acuut giftig. Nanodeeltjes hebben ook potentiële gevaren. Zorg ervoor dat u alle geschikte veiligheidspraktijken en persoonlijke beschermingsmiddelen gebruikt, waaronder handschoenen, laboratoriumjas, kappen, broeken over de hele lengte en schoenen met een dichte tenen.
1. Synthese van dubbelcarboxyl polyethyleenglycol (CT-PEG)33
- Voeg 1,46 g (14,6 mmol) barnsteenanhydride (SA) e....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
1 H NMR-spectroscopie werd gebruikt om de succesvolle synthese van CT-PEG-polymeer en PEI-g-PEG-copolymeren te bevestigen (figuur 2). Figuur 2a toont aan dat het methyleenprotonsignaal bij δ = 3,61 ppm en carboxylprotonsignaal bij δ = 2,57 ppm de succesvolle synthese van CT-PEG-polymeren bevestigen. Figuur 2b toont aan dat het methyleenprotonsignaal van PEG bij δ = 2,6 ppm en protonsignaal van P.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Het 1H NMR spectrum (Figuur 2) bevestigt de succesvolle synthese van CT-PEG copolymeer en PEI-g-PEG copolymeer. De molecuulgewichten van PEG en PEI waren respectievelijk 1.000 en 1.200. Bovendien werd het EDC/NHS-katalytische systeem gebruikt om PEI-g-PEG-copolymeer te synthetiseren via amidereacties. Opgemerkt moet worden dat als de molecuulgewichten van PEG en PEI veranderen voor het synthetiseren van PEI-g-PEG-copolymeer, de reactietijd en het katalytische systeem opnieuw moete.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets bekend te maken.
Dankbetuigingen
Dit onderzoek werd gefinancierd door de National Natural Science Foundation of China (31700840); het belangrijkste wetenschappelijke onderzoeksproject van de provincie Henan (18B430013, 18A150049). Dit onderzoek werd ondersteund door het Nanhu Scholars Program for Young Scholars van XYNU. De auteurs willen bachelorstudent Zebo Qu van het College of Life Sciences in XYNU bedanken voor zijn nuttige werken. De auteurs willen graag het Analysis & Testing Center van XYNU erkennen voor het gebruik van hun apparatuur.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 4-Dimethylaminopyridine | Macklin | D807273 | |
| A549-cel | ATCC CCL-185TM | ||
| AS1411 | BBI Life Sciences Corporation | 5'-d (TTTGGTGGTGGTGGTTGTGGTGGTGGTGG) FL-AS1411 (fluorofoor-gelabeld AS1411) | |
| Watervrij tetrahydrofuraan (THF) | SinoPharm Chemical Reagent Co., Ltd | ||
| Celtellingskit-8 (CCK-8) | Sigma Aldrich | 96992-500TESTS-F | |
| Dichloormethaan | Traditionele Chinese geneeskunde | 80047318 | |
| Di-ethylether (Et2O) | SinoPharm Chemical Reagent Co., Ltd | ||
| Dimethylsulfoxide | Macklin | D806645 | |
| Dulbecco's aangepast Eaglesmedium (DMEM) | Sigma Aldrich | ||
| Doxorubicine hydrochloride | Rhawn | R017518 | |
| Absolute ether | Traditionele Chinese geneeskunde | 80059618 | |
| Velduitstoottransmissie-elektronenmicroscoop | FEI Company | Tecnai G2 F 20 | |
| Goud(III)chloride trihydraat | Rhawn | R016035 | |
| Laserdeeltjesgrootte-instrument | Malvern Instruments Ltd | ZetasizerNanoZS/Masterszer3000E | |
| Microplaatlezer | Molecular Devices | SpectraMax 190 | |
| N-(3-Dimethylaminopropyl)-N'-ethylcarbodiimide hydrochloride | Macklin | N808856 | |
| N-Hydroxysuccinimide | Macklin | H6231 | |
| NMR-software | Delta 5.2.1 | ||
| Kernspinresonantiespectrometer | JEOL | JNM-ECZ600R/S3 | |
| Origin 8.5 | OriginLab | ||
| Penicilline | Sigma Aldrich | V900929-100ML | |
| Fosfaatgebufferde zoutoplossing | Sigma Aldrich | P4417-100TAB | |
| Poly(ethyleenglycol) | Sigma Aldrich | 81188 | BioUltra, gemiddelde Mn ~ 1000 |
| Poly (ethyleenimine) oplossing | Sigma Aldrich | 482595 | gemiddelde Mn ~ 1200, 50 wt.% in H2O |
| Natriumborohydried, poeder | Acros | C18930 | |
| Streptomycine | Sigma Aldrich | 85886-10ML | |
| Bernsteenzuuranhydride | Traditionele Chinese geneeskunde | 30171826 | |
| Tetrahydrofuraan | Traditionele Chinese geneeskunde | 40058161 | |
| Triethylamine | Traditionele Chinese geneeskunde | 80134318 | |
| UV/VIS/NIR-spectrometer | Lambda950 | Lambda950 | |
| Röntgenfoto-elektronenspectrometer | Thermo Fisher Scientific | K-ALPHA 0.5EV |
Referenties
- Abad, J. M., Bravo, I., Pariente, F., Lorenzo, E. Multi-tasking base ligand: a new concept of AuNPs synthesis. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 408 (9), 2329-2338 (2016).
- Siegel, R. L., Miller, K. D., Jemal, A. Cancer statistics, 2019. CA-A Cancer Journal for Clinicia....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
