Functionalized Nanoparticle Targeting of Ovarian Cancer: A Technique to Facilitate Folic Acid-conjugated Nanoparticle Contrast Agent Uptake by Ovarian Cancer Cells
JoVE Encyclopedia of Experiments
Kankeronderzoek
0 weergaven • 2:53 min • April 30th, 2023
Folate receptors are membrane-associated glycoproteins overexpressed by a majority of ovarian cancer cells. Exploiting these receptors allows for the targeted delivery of diagnostic nanoparticles into the cancer cells.
Begin with a suspension of the desired folic acid-capped nanoparticle contrast agent conjugates. Add this nanoparticle suspension into an adherent culture of ovarian cancer cells. Incubate the culture for the desired time period.
The folic acid functionalized to the nanoparticles helps recognize the folate receptors expressed on the cancer cells, promoting the selective binding of nanoparticle conjugates with the cells. Subsequently, the plasma membrane invaginates, facilitating the cellular uptake and accumulation of nanoparticles.
Harvest the cancer cells. Next, centrifuge to separate the cells from the supernatant containing any unbound nanoparticles. Discard the supernatant and resuspend the nanoparticle-bearing cells in a suitable buffer for downstream applications.
First, mix the folic acid-capped copper sulfide nanoparticles at the proper concentration in fresh RPMI media. Add this nanoparticle solution to each well of the prepared 24-well plate that contains SKOV-3 cells at a concentration of 400 micrograms per milliliter. Incubate at 37 degrees Celsius with 5% carbon dioxide for two hours.
After this, trypsinize the cells with 0.5 milliliters of 0.25% trypsin and EDTA. To neutralize the trypsin, add at least 1 milliliter of folic acid-free RPMI 1640 complete growth media and centrifuge the cells at 123 x g for six minutes. To wash the cells, remove the supernatant.
Resuspend the cells in 2 milliliters of PBS and centrifuge at 123 x g for six minutes. Repeat this wash step twice to remove any unbound nanoparticles.
Then, resuspend the cells with 1 to 2 milliliters of a 2% Tween solution in PBS. Count the cells using a hemocytometer and Trypan Blue. Dilute the cells in a solution of 2% Tween and PBS to the chosen concentration for detection.
Overzicht
Deze studie onderzoekt het gebruik van folaatreceptoren voor de gerichte aflevering van nanodeeltjes in eierstokkankercellen. Door gebruik te maken van nanodeeltjes met een foliumzuurlaag kunnen onderzoekers de selectieve binding en opname van deze middelen in kankercellen verbeteren.
Belangrijkste componenten van de studie
Wetenschappelijk vakgebied
- Afleveringssystemen voor nanodeeltjes
- Ovariumkankeronderzoek
- Doelgerichte therapie
Achtergrond
- Folaatreceptoren zijn overexpressief in veel eierstokkankercellen.
- Het richten op deze receptoren kan de effectiviteit van kankerbehandelingen verbeteren.
- Nanodeeltjes kunnen dienen als dragers voor geneesmiddelentoediening.
- Inzicht in de mechanismen van de opname van nanodeeltjes is essentieel voor therapeutische toepassingen.
Doel van de studie
- Om de effectiviteit van met foliumzuur gecoate nanodeeltjes bij het targeten van eierstokkankercellen te onderzoeken.
- Om de condities voor de opname van nanodeeltjes in kankercelculturen te optimaliseren.
- Om het potentieel van deze nanodeeltjes voor diagnostische toepassingen te evalueren.
Gebruikte methoden
- Preparatie van met foliumzuur gecoate nanodeeltjes als contrastmiddelen.
- Incubatie van nanodeeltjes met SKOV-3 eierstokkankercellen.
- Oogsten van cellen en centrifugatie om ongebonden nanodeeltjes te scheiden.
- Cellen tellen en beoordeling van de levensvatbaarheid met Trypan Blue.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle binding van nanodeeltjes aan folaatreceptoren op kankercellen.
- Efficiënte cellulaire opname van nanodeeltjes werd waargenomen.
- Geoptimaliseerde incubatiecondities leidden tot een verbeterde aflevering van nanodeeltjes.
- Aangetoond potentieel voor diagnostische toepassingen bij eierstokkanker.
Conclusies
- Folaatreceptoren kunnen effectief worden getarget voor de aflevering van nanodeeltjes in eierstokkankercellen.
- Deze aanpak kan de specificiteit van kankerdiagnostiek en -therapieën verbeteren.
- Verdere studies zijn nodig om de klinische toepassingen van deze methode te onderzoeken.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor leidinggevenden
Gerichte nanodeeltjessystemen voor afgifte pakken de kritieke uitdaging aan om selectieve accumulatie in eierstokkankercellen te bereiken, terwijl off-target effecten worden geminimaliseerd. Door gebruik te maken van de overexpressie van de folaatreceptor—een goed beschreven biomarker bij eierstokkanker—verhoogt deze aanpak het voorspellende vertrouwen in de opname van diagnostische middelen en ondersteunt het de mechanistische risicoreductie van folaat-gerichte therapeutische kandidaten. De methode maakt een reproduceerbare bereiding van met foliumzuur geconjugeerde nanodeeltjes mogelijk voor downstream toepassingen in workflows voor targetvalidatie en assayontwikkeling.
Strategische Toepassingen in Biopharma R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Onderzoekt op folaatreceptor-gemedieerde opname-mechanismen om target-engagement te valideren in eierstokkankermodellen.
- Operationele waarde: Biedt een gestandaardiseerd protocol voor het beoordelen van nanopartikelbinding en internalisatie in adherente celculturen.
- Voorspellende waarde: Maakt kwantitatieve beoordeling van receptorspecifieke nanopartikelaccumulatie mogelijk ter ondersteuning van go/no-go-beslissingen bij target-validatie.
Screening & Assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Genereert met nanodeeltjes gebonden celpopulaties die geschikt zijn voor downstream detectiemethoden zoals foto-akoestische flowcytometrie.
- Operationele waarde: Stelt reproduceerbare was- en centrifugatiestappen vast om ongebonden nanodeeltjes te verwijderen en de specificiteit van de assay te waarborgen.
- Schaalbaarheidswaarde: Maakt gebruik van standaard 24-wells platen en gangbaar laboratoriummateriaal (centrifuge, hemocytometer) voor een eenvoudige implementatie op verschillende screeningsplatforms.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Translationele waarde: Handhaaft de continuïteit van in vitro targetvalidatie naar preklinische evaluatie door het produceren van goed gekarakteriseerde nanodeeltjes-gelabelde cellen.
- Mechanische risicoreductie: Bevestigt de functionaliteit van de folaatreceptor in een klinisch relevante eierstokkanker-cellijn (SKOV-3), waardoor de onzekerheid bij de selectie van het target wordt verminderd.
- Voorspellende betrouwbaarheid: Ondersteunt de optimalisatie van dosis-respons en incubatietijd om preklinische farmacokinetische studies te informeren.
Integratie van Pipeline & Workflow
De methode integreert in vroege discovery-workflows door targetvalidatie van folaatreceptor-overexpressie mogelijk te maken, gaat over in assay-ontwikkeling voor toepassingen in nanodelectie en ondersteunt translationeel onderzoek door gestandaardiseerde cellulaire inputs te genereren voor downstream analytische technieken.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetoetsing van folaatreceptor-gemedieerde opname en pathway-verduidelijking in eierstokkankermodellen.
- Screening: Levert assay-klare nanodeeltjes-gelabelde cellen met minimale achtergrondruis door ongebonden reagentia, waardoor de detectiegevoeligheid wordt verhoogd.
- Analytics: Maakt kwantitatieve meting van nanodeeltjesopname mogelijk via celtelling en resuspensie in detectie-compatibele buffers.
- Translationeel onderzoek: Verbindt in vitro bindingsgegevens met preklinische continuïteit door het gebruik van een goed gekarakteriseerd eierstokkankermodel.
- Enterprise Reuse: Vestigt een herbruikbaar protocol voor nanodeeltjes-functionalisering en celstempeling dat toepasbaar is in folaat-gerichte diagnostische en therapeutische programma's.
Operationele en organisatorische impact
- Wetenschappelijke waarde: Vermindert mechanistische ambiguïteit bij het targeten van nanodeeltjes door de bevestiging van folaatreceptor-afhankelijke opname.
- Operationele waarde: Standaardiseert de stappen voor incubatie, wassen en resuspensie van nanodeeltjes om de reproduceerbaarheid tussen laboratoria te verbeteren.
- Strategische waarde: Faciliteert betere go/no-go-beslissingen door kwantitatieve gegevens te verschaffen over doelspecifieke accumulatie van nanodeeltjes.
- Impact op portfolio: Ondersteunt de risico-gecorrigeerde prioritering van folaat-getargete kandidaten via gevalideerde metrieken voor target-engagement.
Overwegingen bij de implementatie
- Vereist expertise in celkweektechnieken, de hantering van nanodeeltjes en centrifugatieprotocollen.
- Afhankelijk van toegang tot met foliumzuur gecapte nanodeeltjes, celkweekincubatoren, centrifuges en hemocytometers.
- Maakt standaardisatie van de incubatietijd, de nanodeeltjesconcentratie en de wasstappen tussen teams noodzakelijk om consistente resultaten te garanderen.
- Aanpassing aan alternatieve modelsystemen kan validatie van de expressie van de folaatreceptor en de bindings-efficiëntie van nanodeeltjes vereisen.
- Praktische beperkingen omvatten mogelijke aggregatie van nanodeeltjes in media die serum bevatten en de noodzaak voor optimalisatie van conjugatieratio's voor verschillende nanodeeltjeskernen.
Biopharma Veelgestelde Vragen
Solid lipidenanodeeltjes (SLN) voor intracellulaire targeting Toepassingen
Gerelateerde video's
0 Bekeken
De DNA-kleurstof geactiveerde zijbevolkingsfenotype gebruiken om de kankerstamcellen van biologische monsters te detecteren en te zuiveren
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Het verkrijgen van kanker stamcelbollen van gynaecologische en borstkankertumoren
Gerelateerde video's
0 Bekeken
In Vitro Photoacoustic Flow Cytometry: A Non-invasive Flow Photoacoustic Technique to Detect Nanoparticle-bearing Circulating Ovarian Cancer Cells
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Antibody-Functionalized SERRS Nanoprobe Based Imaging: A Highly Sensitive Raman-imaging Technique to Detect Metastatic Ovarian Cancer In Vivo
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Polymalic Acid-gebaseerde Nano Biopolymeren voor Targeting van Multiple Tumor Markers: een kans voor Gepersonaliseerde Geneeskunde?
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Kwantificering van Intra-peritoneale eierstokkanker Metastase
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Oppervlakte-enhanced resonantie Raman verstrooiing nanosonde Ratiometry voor het opsporen van microscopische eierstokkanker via folaat Receptor gericht op
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Een Tripeptide-gestabiliseerde Nanoemulsion van oliezuur
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Opname van nieuwe lipide-gecoate nanodeeltjes met Falcarindiol door menselijke mesenchymale stamcellen
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Laatst bijgewerkt: 29 augustus 2026