Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Solubilité des composés hydrophobes en Solution aqueuse à l’aide de combinaisons d’auto-assemblage, peptides et acides aminés

Published: September 20, 2017 doi: 10.3791/56158

Summary

Ce protocole décrit un moyen cliniquement-il y a lieu de dissoudre des composés hydrophobes en milieu aqueux, à l’aide de combinaisons d’auto-assemblage solutions peptides et acides aminés. Notre méthode résout une limitation majeure de la thérapeutique hydrophobe, qui n’ont pas un moyen sûr et efficace des méthodes de solubilité et de la livraison en milieu clinique.

Abstract

Auto-assemblage peptides (SAPs) sont prometteurs de véhicules pour la livraison de médicaments hydrophobes pour applications cliniques ; leurs propriétés amphipathiques leur permettent de dissoudre les composés hydrophobes dans le milieu aqueux du corps humain. Cependant, les solutions de peptide auto-assemblage ont compatibilité sanguine pauvres (p. ex., faible osmolarité), qui entravent leur application clinique par l’intermédiaire des administrations par voie intraveineuse. Nous avons récemment développé une plate-forme généralisée pour la délivrance de médicaments hydrophobes, qui combine les programmes d’ajustement structurel avec des solutions acides aminés (SAP-AA) à améliorer la solubilité de la drogue et augmentent l’osmolarité de formulation pour atteindre les conditions d’utilisations cliniques. Cette stratégie de formulation a été testée dans le cadre de trois composés hydrophobes structurellement différents – PP2, le rottlerin et curcumine – afin de démontrer sa polyvalence. En outre, nous avons examiné les effets de la modification des composants de la formulation en analysant les 6 différents programmes d’ajustement structurel, 20 acides aminés naturellement existants à des concentrations faibles et élevées et deux différents co-solvants diméthylsulfoxyde (DMSO) et l’éthanol. Notre stratégie se sont révélé efficaces dans l’optimisation des composants pour un médicament hydrophobe et la fonction thérapeutique de l’inhibiteur formulé, PP2, a été observée in vitro et in vivo. Ce manuscrit décrit notre méthode de formulation généralisée à l’aide de combinaisons de SAP-AA composés hydrophobes et l’analyse de la solubilité comme une première étape vers l’utilisation potentielle de ces formulations dans les études plus fonctionnelles. Nous inclure les résultats de solubilité représentatif pour la formulation de la curcumine composée hydrophobe et discutons comment notre méthodologie sert de plate-forme pour les futures études biologiques et les modèles de maladies.

Introduction

Programmes d’ajustement structurel sont une classe des biomatériaux qui ont été étudiés intensivement comme 3D échafaudages en médecine régénérative1,2,3,4. Plus récemment cependant, elles ont été exploitées comme vecteurs d’agents thérapeutiques en raison de leurs propriétés biologiques uniques5,6,7,8. Programmes d’ajustement structurel assemblent naturellement dans des nanostructures stable9, fournissant ainsi un moyen d’encapsulation de la drogue et de la protection. Programmes d’ajustement structurel sont amphipathiques, composé d’un modèle spécifique de répétitions d’acides aminés hydrophobes et hydrophiles, conduisant leur auto-assemblage9,10 et ce qui leur permet de servir comme un milieu entre hydrophobes et hydrophiles environnements. Par conséquent, pour la livraison clinique des médicaments hydrophobes – qui ont extrêmement faible biodisponibilité et absorption dans l’organisme faute de solubilité dans un environnement aqueux11,12 – programmes d’ajustement structurel sont prometteurs comme une livraison véhicule. En outre, leur modèle de séquence implique également que programmes d’ajustement structurel peuvent être rationnellement conçus et fabriqués pour maximiser la compatibilité avec n’importe quel médicament ou composé (c.-à-d., issu des groupes fonctionnels) et aider davantage la solubilité.

Programmes d’ajustement structurel ont été utilisés comme véhicules de livraison de médicament efficace dans de nombreux in vitro et in vivo paramètres13,14,15,16. Ils ont également montré de biocompatibilité et grande sécurité. Toutefois, en raison de la faible osmolarité des préparations de SAP et les médicaments, ils ne peuvent servir pour des injections intraveineuses comme dans les milieux cliniques13. Compte tenu de cette contrainte, nous avons récemment mis au point une stratégie qui combine les programmes d’ajustement structurel avec des solutions acides aminés afin de réduire l’utilisation de solvants toxiques de co et augmentent l’osmolarité de la formulation et par conséquent, pertinence clinique. Nous avons choisi d’utiliser des acides aminés car ils constituent le fondement des programmes d’ajustement structurel, sont déjà reconnus sur le plan clinique, et en combinaison avec les programmes d’ajustement structurel, ils augmentent la solubilité de médicament hydrophobe tout en réduisant la quantité de sève nécessaire17,18.

Nous avons scruté les combinaisons de SAP-AA comme plate-forme généralisée pour la solubilité de médicament hydrophobe et sa fourniture ultérieur en créant un pipeline de dépistage multi-étapes et en appliquant à l’inhibiteur de la Src, PP2, comme un composé hydrophobe de modèle. Dans ce processus, nous avons examiné l’effet de la modification des composants de la formulation – essai en fin de compte 6 différents programmes d’ajustement structurel, tous les 20 acides aminés à 2 concentrations différentes (bas et haut ; faible basées sur les concentrations dans les applications cliniques existantes et de haute les concentrations étaient x 2, x 3 ou x 5 la concentration clinique basée sur la solubilité maximale de chaque acide aminé dans l’eau) et 2 co-solvants différentes – et combinaisons sélectionnées qui solubilisent PP2 pour une analyse ultérieure. Cette formulation du médicament s’est avéré efficace comme un véhicule de livraison de drogue en culture cellulaire, ainsi que dans vivo modèles à l’aide d’administration intratrachéale tant par voie intraveineuse. De même, notre travail a touché sur la polyvalence des combinaisons de SAP-AA dans plusieurs solubilisants, structurellement différents composés hydrophobes dans un environnement aqueux ; plus précisément, la drogue le rottlerin et curcumine18. Ce manuscrit présente la méthode de formulation de SAP-AA et analyse de la solubilité de la curcumine à titre d’exemple de l’étape primaire dans notre pipeline de dépistage. Ce protocole fournit une manière simple et reproductible à l’écran pour les combinaisons de SAP-AA optimales, qui dissoudra tout composé hydrophobe donnée.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. préparation des Solutions d’acides aminés

  1. Prepare et étiquette deux 50 mL tubes à centrifuger coniques pour chaque acide aminé (un pour chacun des deux " bas " et " haute " concentrations).
  2. Préparer un flacon de 2 L grand contenant l’eau purifiée (18,2 MΩ·cm à 25 ° C).
  3. Calculer la quantité de chaque acide aminé (en grammes) pour atteindre la concentration désirée et peser la quantité appropriée d’acide aminé dans leurs tubes à centrifuger respectives de 50 mL à l’aide d’une spatule.
    Remarque : Pour le " haute " concentration des deux acides aminés de charge négative, PBS est utilisé au lieu de l’eau. Nous ne pourrions pas augmenter leur concentration en raison de leur faible hydrosolubilité et en utilisant PBS au lieu de l’eau aide à maintenir le pH faible. En outre, les calculs de concentration ont été obtenus en utilisant un volume final de 40 mL de chaque solution d’acides aminés. Toutes les concentrations d’acides aminés sont décrites dans le tableau 3. N’oubliez pas de rincer la spatule entre acides aminés pour éviter la contamination. Nous vous recommandons un rinçage à l’eau, puis en l’essuyant avec l’éthanol à 70 %.
  4. Ajouter 40 mL d’eau purifiée (ou PBS) dans chaque tube de 50 mL à l’aide d’une pipette sérologique. Plafonnement des tubes et des vortex ou agiter vigoureusement jusqu'à dissolution. L’eau bain sonication (température de la pièce, 130 W, 40 kHz) peut également servir à faciliter le processus de solubilité.
    Remarque : Les solutions d’acides aminés suivants sont sensibles à la lumière et doivent être recouvertes de papier d’aluminium : tryptophane, phénylalanine et tyrosine (qui se composent de structures en anneau aromatiques) et la cystéine (réactif - groupe SH).

2. Préparation des Solutions SAP-AA

  1. flacons de scintillation préparer 20 mL pour l’auto-assemblage des peptides. Pour un peptide auto-assemblage donné, préparer un flacon par solution d’acides aminés disposés (chaque combinaison se fera dans une cuvette séparée).
  2. à l’aide d’une balance de précision de haute performance (avec une précision de lecture à 0,1 mg ou moins), peser environ 1 ± 0,2 mg de peptide dans le fond de chaque flacon. Cap après avoir pesé et consignez le poids exact du peptide sur le Cap.
  3. Pipeter le volume approprié de solution d’acide aminé (préparée à la Section 1) dans chaque flacon contient des peptides, afin de parvenir à la concentration désirée d’auto-assemblage de peptide (0,1 mg/mL pour les peptides longs avec une longueur de 16 acides aminés, ou 0,2 mg/mL pour les peptides plus courts d’une longueur de 8 acides aminés).
  4. Un pendant 10 min dans un eau bain sonicateur (130 W, 40 kHz) à température ambiante, assurant les solutions dans les fioles sont complètement immergées dans l’eau du bain.

3. Préparation des médicaments-DMSO ou Solutions mères drogue-éthanol

  1. Combine 1 mg de médicament (en l’occurrence, la curcumine avec 100 % DMSO) et un autre 1 mg avec 100 % d’éthanol pour créer deux solutions mères.
    NOTE : Nous avons ajouté 200 µL de DMSO et les 400 µL d’éthanol pour faire des stocks de DMSO-curcumine et éthanol-curcumine qui étaient de 5 mg/mL et 2,5 mg/mL, respectivement, en raison de la solubilité variable dans chacun des solvants ; Cependant, il est important de noter que la concentration de stock doit être ajustée selon le médicament hydrophobe d’intérêt. Des facteurs tels que la solubilité de la drogue et concentration biologique efficace sont importants pour déterminer cette valeur. Aussi, gardez à l’esprit que le stock sera dilué 100 fois et 50 fois dans les formulations de DMSO et éthanol, respectivement, lorsqu’il est combiné avec les solutions SAP-AA (voir Section 4). Elle peut être préféré pour préparer un plus grand volume de stock en fonction du nombre de formulations requis – dans ce cas, plus de 1 mg de médicament serait utilisé. Le stock peut être conservé à-20 ° C ; dégel sur la glace et agiter avant emploi.
  2. Vortex fioles pour 15 s jusqu'à dissolution complète de la drogue.

4. Préparation de formules médicamenteuses

  1. Prepare clairs, 1,5 mL microtubes à centrifuger pour chaque formulation. N’oubliez pas de tubes de l’étiquette avec l’auto-assemblage des peptides, acides aminés (et concentration), ciblé et co-solvant.
  2. Ajouter 10 µL de stock de médicaments-DMSO, soit encore 20 µL drogue-éthanol stock aux tubes de microcentrifuge approprié.
  3. Ajouter 990 µL des solutions acides de SAP-AA à l’approprié étiqueté microtubes à centrifuger contenant le stock de drogue-DMSO et 980 µL à ceux contenant du stock de médicaments-éthanol. Cela produit des formulations médicamenteuses 1 mL avec 1 % DMSO ou 2 % éthanol.
    Remarque : La concentration finale de toutes les formulations de curcumine était de 0,5 mg/mL selon le protocole. Encore une fois, cela peut varier quand à l’aide d’autres composés hydrophobes et/ou commençant par une concentration différente de stock (voir étape 3.1)
  4. Vortex vigoureusement pendant 30 s et permettre aux formulations se reposer pendant 30 min.

5. tests de solubilité

  1. après la période de repos, vortex vigoureusement une fois de plus pendant 30 s.
  2. Centrifuger les formulations à 14 220 x g pendant 1 min.
  3. Analyser le fond des tubes de microcentrifuge de précipitations (par visualisation).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Pour le médicament hydrophobe, curcumine, nous avons produit des formulations en utilisant tous les 20 existant naturellement acides aminés à faible concentration, en combinaison avec un seul SAP, EAK16-II, comme une preuve de principe. Nous avons aussi testé des formulations en utilisant le DMSO et éthanol comme cosolvants. Au total, ce produit 40 formulations de curcumine, chacune contenant des composants différents. Il est important de noter que, dans nos études précédentes à l’aide de l’inhibiteur de la Src, PP2, nous avons inclus plus d’options pour SAP (6 au total) et de la concentration de l’acide aminé (clinique, ainsi qu’une concentration plus élevée), qui a produit un total de 480 différentes formulations. Tendances de ce travail ont été pris en considération lors du choix de EAK16-II comme la sève pour cette étude. Les concentrations des divers composants sont incluses dans le tableau 1, tableau 2et tableau 3 comme une référence. Toutes les préparations de médicaments hydrophobes sont projetées pour la solubilité de la drogue par la visualisation et considéré comme solubles si la solution est complètement exempt de n’importe quel précipité après centrifugation (Figure 1). Si la drogue se précipite au fond du tube, cela est considéré comme non soluble et ne passe pas par de nouvelles épreuves. En outre, la solubilité est testée en triple exemplaire et par deux personnes différentes ; Si ces résultats ne sont pas reproductibles, formulations sont également pas censées être entièrement solubles.

Hors les 40 formulations testées dans cette étude, 7 formulations dissous avec succès la curcumine (tableau 4). Regroupement des formulations par composants identifié deux grandes tendances : l’éthanol semble être un meilleur solvant pour dissoudre la curcumine et chargé positivement les acides aminés lysine (K) et arginine (R) semblent également être des composants optimales pour dissoudre la curcumine (Table 4). il est intéressant de noter le changement de couleur pour les préparations contenant R et K, qui révèlent la curcumine est dissous dans la condition alcaline (Figure 1). Il est utile de par les propriétés des différents éléments à présenter toutes observations des formulations de groupe.

Figure 1
Figure 1 : Exemple d’analyse des précipitations. Pour ces formules de curcumine contenant le peptide EAK16-II, d’éthanol et des acides aminés chargés, précipité peut être vu clairement dans les tubes de microcentrifuge après centrifugation. Formulations contenant la lysine (K), arginine (R) ou l’acide aspartique (D) dissoudre la curcumine (aucun précipité), tandis que ceux contenant de l’histidine (H) ou l’acide glutamique (E) ne sont pas (précipité, encerclé en rouge). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Médicament Formulation Concentration (mg/mL)
PP2 0.05
Curcumine 0.05
Rottlerin 0,02

Tableau 1 : Concentration des médicaments utilisés dans les formulations de. Les concentrations de médicament formulation diffèrent car chacun avoir une concentration différente bioactive, ainsi que des capacités de charge différentes.

Auto-assemblage de Peptide Propriétés Formulation Concentration (mg/mL)
EAK16-JE Famille EAK, long 0,1
EAK16-II Famille EAK, long 0,1
EAK16-IV Famille EAK, long 0,1
EFK8-II Mis à jour le EAK, court 0,2
A6KE Surfactant-like, court 0,2
P6KE Surfactant-like, court 0,2

Tableau 2 : Concentration d’auto-assemblage peptides utilisés dans la formulation. Avec l’ajout d’acides aminés, seulement de faibles concentrations d’auto-assemblage de peptide sont nécessaires (0,1 à 0,2 mg/mL). Des peptides plus courts sont double la concentration par rapport à des peptides plus longs car ils ont la moitié de la longueur (8 acides aminés versus 16 acides aminés) séquence.

Table 3
Tableau 3 : Concentration des solutions d’acides aminés utilisés dans la formulation. Faibles concentrations des acides aminés ont été choisies selon les applications cliniques existantes de chacun. Des concentrations élevées sont 2 x, 3 x ou 5 x la concentration clinique et au sein de la solubilité maximale de chaque acide aminé dans l’eau. Ce chiffre a été modifié par Pacheco et al. 18

Table 4
Tableau 4 : résultats de solubilité représentatif de curcumine. Un résumé des combinaisons SAP-AA qui dissout efficacement la curcumine après dépistage de solubilité. Ce chiffre a été modifié par Pacheco et al. 18

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Dans la procédure de formulation, il y a différentes étapes critiques et des points à considérer en dépannage. Tout d’abord, comme nous travaillons avec différents composants et les concentrations, plusieurs étapes de vortex dans tout le protocole s’assurer que toutes les concentrations sont uniforme et correcte. Certaines des solutions acides aminés de haute concentration, hydrophobe peuvent toujours pas complètement dissoute après utilisation du vortex, et dans ce cas, ils peuvent être secoués vigoureusement à la main pour faciliter le processus. De même, il est essentiel que des solutions SAP-AA subissent l’étape de sonication décrite à l’étape 2.4 comme les programmes d’ajustement structurel ont naturellement tendent à aggregate et sonication aidera à fragmenter les grappes SAP, ce qui a entraîné une solution plus uniforme. Deuxièmement, pour un médicament hydrophobe, le stock et les concentrations finales dans les formulations de SAP-AA devraient dépendre la concentration effective de ce composé dans les milieux biologiques. Le protocole devrait être modifié en conséquence pour refléter cette concentration active. En outre, capacité de chargement de drogue est aussi un facteur important à considérer ; Il est probable que chaque médicament aura une capacité de chargement unique à l’aide de cette stratégie, et que chaque combinaison de SAP-AA peut prendre en charge un montant différent de drogue basé sur la compatibilité. Cela démontre l’importance du dépistage pour trouver la combinaison optimale de SAP-AA pour une substance donnée.

Il y a un certain nombre d’avantages à utiliser notre technique sur les autres ; plus précisément, il y a de grande importance sur la méthode conventionnelle d’utilisation seul ajustement structurel pour l’encapsulation et le potentiel de livraison d’un composé. Tel que mentionné précédemment, les acides aminés sont déjà cliniquement acceptées et ajout de ces solutions aux formulations de SAP augmente osmolarité pour diminuer l’activité hémolytique, tels que des injections intraveineuses de scénarios cliniques sont possibles. Nous avons aussi trouvé qu’ils augmentent fortement hydrophobe composée solubilité dans les cas où les seuls programmes d’ajustement structurel sont insuffisants pour solubilité17,18. Les différentes combinaisons multiples des programmes d’ajustement structurel et des acides aminés impliqués permet des extensions dans une méthode de haut-débit à l’écran pour la solubilité de médicament hydrophobe. Données de solubilité peuvent être analysées en détail pour révéler les tendances ; Nous avons trouvé que trier les résultats par composant de formulation (SAP ou acides aminés) montre un modèle susceptible d’être unique pour chaque médicament hydrophobe. À titre d’exemple, les acides aminés chargés positivement améliorer la solubilité de la curcumine (Figure 1), tandis que nos études antérieures ont montré que les acides aminés chargés négativement étaient meilleurs pour PP218. Ces tendances peuvent aider à déterminer la pertinence des composants spécifiques pour la dissolution des médicaments ayant une structure chimique similaire. En outre, la simplicité de notre écran de solubilité est un avantage et une limitation ; Bien qu’il soit facile à réaliser, il y a des façons plus techniques et précis pour évaluer expérimentalement la solubilité d’un composé dans une solution (par exemple, la spectroscopie ou méthodes chromatographiques). Cependant, la stratégie de dépistage décrite dans le présent protocole permet la sélection rapide et efficace des combinaisons de SAP-AA qui conduisent à la solubilité plus élevée de drogues et en conséquence, la plus forte activité biologique potentielle pour une analyse ultérieure. Comme il existe de nombreuses formulations de différentes combinaisons d’auto-assemblage, peptides, acides aminés, acides aminés concentration et co-solvant, (480 total dans notre précédent manuscrit18), c’est une étape nécessaire pour rétrécir vers le bas pour trouver optimale composants d’un médicament donné. Après avoir trouvé des médicaments solubles, ils peuvent être évalués de solubilité par des méthodes plus techniques et devraient être davantage validées lors d’essais fonctionnels, qui évaluent la sécurité et l’activité biologique. Ces essais fonctionnels devraient être adaptés à l’usage de la drogue formulée, comme indiqué dans notre manuscrit optimisation PP2 formules18. Étend notre plateforme sur d’autres composés hydrophobes révélera tendances supplémentaires et des mécanismes pour améliorer la solubilité et aider à génie SAPs nouvelles formulation clinique des composés hydrophobes spécifiques.

L’avenir de notre méthode de mensonges dans le pipeline de potentiel de drogue livrer, ainsi que sa capacité à automatiser. Il existe de nombreuses mesures qui impliquent des poudres de pesage et dosage de liquides, qui sont les principaux facteurs de limitation de temps dans le processus de formulation. Bien que cela puisse paraître comme une longue procédure à effectuer en laboratoire, ces étapes peuvent facilement réalisé à l’aide de dispositifs robotiques. De même, la méthode a un grand potentiel pour être transposés dans la production grâce à l’utilisation de balances automatiques et distributeurs afin de tester simultanément la solubilité de nombreux médicaments hydrophobes. Cela aurait grandement accélérer l’élaboration et le contrôle de processus, tout en augmentant la précision et de réduire l’erreur humaine. Ainsi, notre méthode de formulation de drogue consistant en des combinaisons de SAP-AA est une plateforme généralisée de solubilité et de livraison des composés hydrophobes et bénéficierait grandement de technologies à haut débit.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Acknowledgments

Ce travail est soutenu par les instituts de recherche en santé du Canada, subventions de fonctionnement MOP-42546 et MOP-119514.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
EAK16-I CanPeptide Inc. Custom peptide Sequence: AEAKAEAKAEAKAEAK, N-terminus acetylation and C-terminus amidation, >95% pure by HPLC
EAK16-II CanPeptide Inc. Custom peptide Sequence: AEAEAKAKAEAEAKAK, N-terminus acetylation and C-terminus amidation, >95% pure by HPLC
EAK16-IV CanPeptide Inc. Custom peptide Sequence: AEAEAEAEAKAKAKAK, N-terminus acetylation and C-terminus amidation, >95% pure by HPLC
EFK8-II CanPeptide Inc. Custom peptide Sequence: FEFEFKFK, N-terminus acetylation and C-terminus amidation, >95% pure by HPLC
A6KE CanPeptide Inc. Custom peptide Sequence: AAAAAAKE, N-terminus acetylation and C-terminus amidation, >95% pure by HPLC
P6KE CanPeptide Inc. Custom peptide Sequence: PPPPPPPKE, N-terminus acetylation and C-terminus amidation, >95% pure by HPLC
Alanine Sigma-Aldrich A7469-100G L-Alanine
Isoleucine Sigma-Aldrich I7403-100G L-Isoleucine
Leucine Sigma-Aldrich L8912-100G L-Leucine
Methionine Sigma-Aldrich M5308-100G L-Methionine
Proline Sigma-Aldrich P5607-100G L-Proline
Valine Sigma-Aldrich V0513-100G L-Valine
Phenylalanine Sigma-Aldrich P5482-100G L-Phenylalanine
Tryptophan Sigma-Aldrich T8941-100G L-Tryptophan
Tyrosine Sigma-Aldrich T8566-100G L-Tyrosine
Glycine Sigma-Aldrich G8790-100G L-Glycine
Asparagine Sigma-Aldrich A4159-100G L-Asparagine
Glutamine Sigma-Aldrich G8540-100G L-Glutamine
Serine Sigma-Aldrich A7219-100G L-Serine
Threonine Sigma-Aldrich T8441-100G L-Threonine
Histidine Sigma-Aldrich H6034-100G L-Histidine
Lysine Sigma-Aldrich L5501-100G L-Lysine
Arginine Sigma-Aldrich A8094-100G L-Arginine
Aspartic Acid Sigma-Aldrich A7219-100G L-Aspartic Acid
Glutamic Acid Sigma-Aldrich G8415-100G L-Glutamic Acid
Cysteine Sigma-Aldrich C7352-100G L-Cysteine
Dimethyl Sulfoxide Sigma-Aldrich D4540-500ML DMSO
Ethanol Sigma-Aldrich 277649-100ML Anhydrous
Curcumin Sigma-Aldrich 08511-10MG Hydrophobic drug, curcumin
Rottlerin EMD Millipore 557370-10MG Hydrophobic drug, rottlerin
PP2 Enzo  BML-EI297-0001 Hydrophobic drug, PP2
Scintillation Vials VWR 2650-66022-081 Borosilicate Glass, with Screw Cap, 20 mL. Vials for weighing peptide.
Falcon 50 mL Conical Centrifugation Tubes VWR 352070 Polypropylene, Sterile, 50 mL. For amino acid solutions.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Holmes, T. C., de Lacalle, S., Su, X., Liu, G., Rich, A., Zhang, S. Extensive neurite outgrowth and active synapse formation on self-assembling peptide scaffolds. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 97 (12), 6728-6733 (2000).
  2. Davis, M. E., Motion, J. P. M., et al. Injectable self-assembling peptide nanofibers create intramyocardial microenvironments for endothelial cells. Circulation. 111 (4), 442-450 (2005).
  3. Matson, J. B., Stupp, S. I. Self-assembling peptide scaffolds for regenerative medicine. Chem. Commun. 48 (1), 26-33 (2012).
  4. Tatman, P. D., Muhonen, E. G., Wickers, S. T., Gee, A. O., Kim, E., Kim, D. Self-assembling peptides for stem cell and tissue engineering. Biomater. Sci. 4 (4), 543-554 (2016).
  5. Keyes-Baig, C., Duhamel, J., Fung, S. -Y., Bezaire, J., Chen, P. Self-assembling peptide as a potential carrier of hydrophobic compounds. J. Am. Chem. Soc. 126 (24), 7522-7532 (2004).
  6. Kumar, P., Pillay, V., Modi, G., Choonara, Y. E., du Toit, L. C., Naidoo, D. Self-assembling peptides: implications for patenting in drug delivery and tissue engineering. Recent Pat. Drug Deliv. Formul. 5 (1), 24-51 (2011).
  7. Wang, H., Yang, Z. Short-peptide-based molecular hydrogels: novel gelation strategies and applications for tissue engineering and drug delivery. Nanoscale. 4, 5259-5267 (2012).
  8. French, K. M., Somasuntharam, I., Davis, M. E. Self-assembling peptide-based delivery of therapeutics for myocardial infarction. Adv. Drug Deliv. Rev. 96, 40-53 (2016).
  9. Zhang, S., Holmes, T., Lockshin, C., Rich, A. Spontaneous assembly of a self-complementary oligopeptide to form a stable macroscopic membrane. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 90 (8), 3334-3338 (1993).
  10. Bowerman, C. J., Nilsson, B. L. Self-assembly of amphipathic β-sheet peptides: insights and applications. Biopolymers. 98 (3), 169-184 (2012).
  11. Amidon, G., Lennernäs, H., Shah, V., Crison, J. A theoretical basis for a biopharmaceutic drug classification: the correlation of in vitro drug product dissolution and in vivo bioavailability. Pharm. Res. 12 (3), 413-420 (1995).
  12. Shi, Y., Porter, W., Merdan, T., Li, L. C. Recent advances in intravenous delivery of poorly water-soluble compounds. Expert Opin. Drug Deliv. 6 (12), 1261-1282 (2009).
  13. Bawa, R., Fung, S. -Y., et al. Self-assembling peptide-based nanoparticles enhance cellular delivery of the hydrophobic anticancer drug ellipticine through caveolae-dependent endocytosis. Nanomedicine. 8 (5), 647-654 (2012).
  14. Liu, J., Zhang, L., Yang, Z., Zhao, X. Controlled release of paclitaxel from a self-assembling peptide hydrogel formed in situ and antitumor study in vitro. Int. J. Nanomed. 6, 2143-2153 (2011).
  15. Wu, Y., Sadatmousavi, P., Wang, R., Lu, S., Yuan, Y., Chen, P. Self-assembling peptide-based nanoparticles enhance anticancer effect of ellipticine in vitro and in vivo. Int. J. Nanomed. 7, 3221-3233 (2012).
  16. Fung, S. Y., Yang, H., et al. Self-Assembling Peptide as a Potential Carrier for Hydrophobic Anticancer Drug Ellipticine: Complexation, Release and In Vitro Delivery. Adv. Funct. Mater. 19 (1), 74-83 (2009).
  17. Fung, S. -Y., Oyaizu, T., et al. The potential of nanoscale combinations of self-assembling peptides and amino acids of the Src tyrosine kinase inhibitor in acute lung injury therapy. Biomaterials. 32 (16), 4000-4008 (2011).
  18. Pacheco, S., Kanou, T., et al. Formulation of hydrophobic therapeutics with self-assembling peptide and amino acid: A new platform for intravenous drug delivery. J. Control. Release. 239, 211-222 (2016).

Tags

Médecine question 127 biomatériaux livraison de drogue par voie intraveineuse thérapeutique hydrophobe véhicule de livraison de médicaments criblage à haut débit peptide auto-assemblage acides aminés
Solubilité des composés hydrophobes en Solution aqueuse à l’aide de combinaisons d’auto-assemblage, peptides et acides aminés
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Pacheco, S., Fung, S. Y., Liu, M.More

Pacheco, S., Fung, S. Y., Liu, M. Solubility of Hydrophobic Compounds in Aqueous Solution Using Combinations of Self-assembling Peptide and Amino Acid. J. Vis. Exp. (127), e56158, doi:10.3791/56158 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter