Nanosensors para detectar Protease atividade In Vivo para diagnóstico não-invasivo

Brandon Alexander Holt; Quoc D. Mac; Gabriel A. Kwong

doi:10.3791/57937

É necessária uma assinatura do JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou inicie seu teste gratuito.

Artigo de método

Nanosensors para detectar Protease atividade In Vivo para diagnóstico não-invasivo

16.4K visualizações

⸱

DOI:

10.3791/57937

⸱

16 de julho de 2018

Brandon Alexander Holt¹ , Quoc D. Mac¹ , Gabriel A. Kwong¹^,²^,³^,⁴^,⁵

¹Wallace H. Coulter Department of Biomedical Engineering, Georgia Tech College of Engineering and Emory School of Medicine, ²Parker H. Petit Institute of Bioengineering and Bioscience, ³Institute for Electronics and Nanotechnology, Georgia Tech, ⁴Integrated Cancer Research Center, Georgia Tech, ⁵The Georgia Immunoengineering Consortium, Emory University and Georgia Tech

Neste artigo

Resumo

Proteases são rigidamente regulamentadas enzimas envolvidas em processos biológicos fundamentais e desregulação protease atividade unidades de progressão de doenças complexas como câncer. O objetivo do método é criar nanosensors que medem protease atividade na vivo , produzindo um sinal de clivagem que é detectável de urina de anfitrião e discrimina a doença.

Resumo

Proteases são enzimas multi-funcional que especializa-se na hidrólise das ligações peptídicas e controlam grandes processos biológicos incluindo a homeostase e allostasis. Além disso, a atividade de protease de desregulação drives patogênese e é um biomarcador funcional de doenças como o câncer; Portanto, a capacidade de detectar protease atividade na vivo pode fornecer informações clinicamente relevantes para diagnósticos biomédicos. O objetivo do presente protocolo é criar nanosensors que sondam protease atividade na vivo , produzindo um sinal quantificável na urina. Estes nanosensors da protease consistem em dois componentes: uma de nanopartículas e substrato. As funções de nanopartículas para aumentar a circulação Half-Life e substrato entrega doença nos sites de destino. O substrato é uma sequência do peptídeo curto (6-8 AA), que é projetada para ser específico para uma protease alvo ou grupo de proteases. O substrato é conjugado com a superfície da nanopartículas e é terminado por um repórter, como um marcador fluorescente, para a deteção. Como desregulação proteases fendem o substrato de peptídeo, o repórter é filtrado na urina para quantificação como um biomarcador de atividade de protease. Neste documento descrevemos a construção de um nanosensor para matriz metaloproteinase 9 (MMP9), que está associado a progressão do tumor e metástases, para detecção do câncer colorretal em um modelo do rato.

Introdução

Proteases são enzimas multi-funcional que especializa-se na hidrólise das ligações peptídicas e tem um controlo significativo sobre muitos processos biológicos, incluindo a homeostase, allostasis e doença¹. Um estado alterado de atividade de protease tem sido correlacionado a uma variedade de doenças, incluindo câncer e doenças cardiovasculares, tornando atraente candidatos de proteases para desenvolvimento em biomarcadores clínicos²^,³. Além disso, a atividade de protease é pathogeneses funcionalmente vinculados a distintos, os resultados dos pacientes e prognóstico da doença