Method Article

Synteza, charakterystyka i zastosowanie superparamagnetycznych nanosond tlenku żelaza do wykrywania gruźlicy pozapłucnej

DOI:

10.3791/58227

⸱

February 16th, 2020

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Pulmonary and Critical Care Medicine, Taipei Medical University-Shuang Ho Hospital, 2Department of Research and Department of Dentistry, Taipei Medical University / Shuang-Ho Hospital, 3Department of Pathology, Taipei Medical University, 4Department of Urology, School of Medicine, College of Medicine, Taipei Medical University, 5McLean Imaging Center, McLean Hospital/Harvard Medical School, 6Department of Physical Medicine and Rehabilitation, School of Medicine, College of Medicine, Taipei Medical University, 7Department of Medicine, Mackay Medical College, 8Department of Biological Science and Technology, National Chiao Tung University, 9Graduate Institute of Clinical Medicine, Taipei Medical University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Aby ulepszyć serologiczne testy diagnostyczne dla antygenów Mycobacterium tuberculosis, opracowaliśmy superparamagnetyczne nanosondy tlenku żelaza do wykrywania gruźlicy pozapłucnej.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Sonda do obrazowania molekularnego, zawierająca nanocząstki superparamagnetycznego tlenku żelaza (SPIO) i przeciwciało powierzchniowe Mycobacterium tuberculosis (MtbsAb), została zsyntetyzowana w celu zwiększenia czułości obrazowania dla gruźlicy pozapłucnej (ETB). Zsyntetyzowano nanosondę SPIO i skoniugowano ją z MtbsAb. Oczyszczoną nanosondę SPIO-MtbsAb scharakteryzowano za pomocą TEM i NMR. Aby określić zdolność sondy do celowania, nanosondy SPIO-MtbsAb inkubowano z Mtb do testów obrazowania in vitro i wstrzyknięto myszom zaszczepionym Mtb w celu przeprowadzenia badań in vivo z rezonansem magnetycznym (MR). Redukcja wzmocnienia kontrastu w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego (MRI) komórek Mtb i THP1 wykazała się proporcjonalną do stężenia nanosondy SPIO-MtbsAb. Po 30 minutach dożylnego wstrzyknięcia nanosondy SPIO-MtbsAb myszom zakażonym Mtb, intensywność sygnału miejsca ziarniniakowego została zwiększona 14-krotnie w obrazach MR T2-zależnych w porównaniu z myszami otrzymującymi wstrzyknięcie PBS. Nanosondy MtbsAb mogą być wykorzystywane jako nowa metoda wykrywania ETB.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Globalnie, gruźlica pozapłucna (ETB) stanowi znaczny odsetek przypadków gruźlicy (TB). Niemniej jednak diagnoza ETB jest często pomijana lub opóźniona z powodu podstępnego obrazu klinicznego i słabych wyników w testach diagnostycznych; fałszywe wyniki obejmują ujemny rozmaz plwociny na obecność pałeczek kwasoodpornych, brak tkanki ziarniniakowatej w badaniu histopatologicznym lub brak hodowli Mycobacterium tuberculosis (Mtb). W porównaniu z typowymi przypadkami, ETB występuje rzadziej i wiąże się z niewielkim uwolnieniem pałeczek Mtb. Ponadto jest zwykle zlokalizowany w trudno dostępnych miejscach, takich jak węzły chłonne, opłucna i obszary kostno-stawowe

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wszystkie protokoły dotyczące eksperymentów na zwierzętach są zgodne ze standardowymi procedurami operacyjnymi dla hodowli zwierząt laboratoryjnych zgodnie z wytycznymi National Institutes of Health dotyczącymi opieki i użytkowania zwierząt laboratoryjnych (8th Edition, 2011) i są zatwierdzone przez instytucjonalny komitet ds. opieki i użytkowania zwierząt.

1. Synteza nanocząstek SPIO

  1. Przygotować nanocząstki magnetyczne tlenku żelaza pokryte dektranem, energicznie mieszając mieszaninę roztworów dekstranu T-40 (5 ml; 50% w/w) i wodnego roztworu FeCl3×6H2O (0,45 g; 2,77 mmol) i FeCl2×4H2....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Synteza i charakterystyka nanosondy SPIO-MtbsAb
Nanocząstki SPIO zaprojektowano tak, aby sprzęgały się z MtbsAb. Dekstran stabilizowany na powierzchni nanocząstek SPIO został usieciowany epichlorohydryną. Nanocząstki SPIO zostały następnie włączone do EDBE w celu aktywacji pierwszorzędowych aminowych grup funkcyjnych na końcach dekstranu. SA został następnie odmieniony, tworząc SPIO-EDBE-SA. Nanosondy SPIO-MtbsAb powstały w końcowym etapie poprzez koniugację MtbsAb ze SPIO-EDBE-SA w obecności czynnik.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Podobnie jak w odpowiednich badaniach, nasze wyniki dotyczące nanosond SPIO-MtbsAb wykazały istotną swoistość dla Mtb 27,28. Podskórny ziarniniak Mtb stwierdzono 1 miesiąc po wstrzyknięciu gruźlicy w modelach mysich. Typowe wyniki histologiczne ziarniniaka gruźlicy obejmowały naciek limfocytów, obecność makrofagów nabłonkowych i neowaskularyzację. W zmianach gruźliczych rozrzucono prątki kwasoodporne, potwierdzając wyniki immunohistochemii MtbsAb. Wskazywało to n.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Żaden z autorów nie posiada żadnych praw własności do materiałów badanych w niniejszym opracowaniu.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy są wdzięczni za wsparcie finansowe od Ministerstwa Gospodarki Tajwanu (granty NSC-101-2120-M-038-001, MOST 104-2622-B-038 -007, MOST 105-2622-B-038-004) na wykonanie tej pracy badawczej. Ten rękopis został zredagowany przez Wallace Academic Editing.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
(benzotriazol-1-yloksy)trirolidinofosfonium heksafluorofosforanSigma-Aldrich
1-hydroksybenzotriazolSigma-Aldrich
dekstran(T-40)GE Healthcare Bio-sciences AB
epichlorohydryna, 2,2'-(etylenodioksy)bis(etyloamina)Sigma-Aldrich
sześciowodny chlorek żelazaFluka
chlorek żelazawy czterowodnyFluka
Ludzki monocyt THP-1
M. bovis BCGPasteur Mé szczep rieuxConnaught; ImmuCyst Aventis
MRIGE medical Systems3.0-T, Signa
NH4OHFluka
NMR relaksometrBrukerNMS-120 Minispec
Sephacryl S-300GE Healthcare Bio-sciences AB
Sephadex G-25GE Healthcare Bio-sciences AB
Rurki z porowatą membraną molekularną SPECTRUM, odcięcie 12 000 -14 000 MWSpectrum Laboratories Inc
Przeciwciało powierzchniowe TB - Przeciwciało poliklonalne do MtbAcris Antibodies GmbHBP2027
transmisyjny mikroskop elektronowyJEOLJEM-2000 EX II

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Small, P. M., et al. Treatment of tuberculosis in patients with advanced human immunodeficiency virus infection. New England Journal of Medicine. 324, 289-294 (1991).
  2. Alvarez, S., McCabe, W. R. Extrapulmon....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Superparamagnetic Iron Oxide NanoparticlesExtrapulmonary Tuberculosis DetectionMagnetic Resonance ImagingTransmission Electron MicroscopyNuclear Magnetic ResonanceGel Filtration ChromatographyDextran Coated Iron OxideMycobacterium tuberculosis Surface AntibodyT2 Weighted MRISignal Intensity Enhancement

Related Articles