Summary

ייצור ואפיון של סיבים Griffithsin-השתנה פיגומים לצורך מניעת מחלות המועברות

Published: October 31, 2017
doi:

Summary

כתב יד זה מתאר את ההליך כדי להמציא לאפיין את סיבי electrospun פולי Griffithsin-לאחרונה (חומצה לקטית-co-גליקולית) הממחישים דבק חזק ופעילות אנטי נגד זיהום מסוג 1 וירוס הכשל החיסוני האנושי במבחנה. שיטות השתמשו כדי לסנתז, שינוי פני השטח, לאפיין את המורפולוגיה וכתוצאה מכך, נטיה, ואת desorption של Griffithsin מסיבי השטח-השתנה מתוארים.

Abstract

Electrospun סיבים (EFs) היה בשימוש נרחב במגוון יישומים טיפוליים; עם זאת, הם רק לאחרונה הוחלו כמו טכנולוגיה כדי למנוע ולטפל מינית המועברות במגע מיני (STIs). יתר על כן, טכנולוגיות רבות EF מתמקדים לבצע את הסוכן הפעיל, יחסי ניצול השטח כדי להקנות את biofunctionality. כאן נתאר שיטת לפברק ושינוי פני השטח-poly(lactic-co-glycolic) חומצה (PLGA) electrospun סיבים, עם לקטין אנטי-ויראלי חזק Griffithsin (GRFT). PLGA הוא פולימריים שאושרו על-ידי ה-FDA כי כבר בשימוש נרחב במשלוח סמים בשל תכונותיו כימית, ביולוגית יוצאת מן הכלל. GRFT הוא טבעי, חזק, בטוח לקטין שמחזיק פעילות רחבה נגד וירוסים רבים כולל סוג וירוס הכשל החיסוני האנושי (HIV-1) 1. בשילוב, סיבי GRFT-לאחרונה הראו איון חזק של HIV-1 במבחנה. כתב יד זה מתאר את השיטות כדי להמציא לאפיין GRFT-השתנה EFs. ראשית, PLGA הוא electrospun ליצירת לפיגום סיבים. סיבי הם משטח שונה לאחר מכן עם GRFT באמצעות 1-אתיל – 3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) וכימיה N-hydroxysuccinimide (NHS). סריקה מיקרוסקופ אלקטרונים (SEM) נעשה שימוש כדי להעריך את גודל ואת המורפולוגיה של השטח-השתנה ניסוחים. בנוסף, gp120, או hemagglutinin (HA)-אליסה מבוסס עשוי לשמש כדי לכמת את כמות GRFT מצומדת כדי, וכן GRFT desorption מפני השטח סיבים. פרוטוקול זה ניתן להחיל באופן נרחב יותר כדי לבדות בסיבים השטח-השתנה עם מגוון רחב של חלבונים שונים.

Introduction

השימוש ב- EFs כפלטפורמה משלוח אקטואלי יש הפוטנציאל לצמצום משמעותי STIs. כיום ישנם מעל ל-36 מיליון אנשים החיים עם HIV, עם יותר מ-2 מיליון מקרים חדשים של שדווחו ב 2015 לבד1,2. בנוסף, נגיף הרפס סימפלקס סוג 2 משפיע זיהום (HSV-2) מאות מיליוני אנשים ברחבי העולם, הוכח כדי לשפר את רכישת HIV על ידי 2-5 קיפול3. עקב היחס בין זיהום HSV-2 ורכישה HIV, יש עניין משמעותי בפיתוח סוכנים פעילים חדשים המספקים הגנה בו זמנית נגד STIs מרובים. יתר על כן, הפיתוח של כלי רכב חדשים כדי לשפר את המסירה של סוכנים אנטי ויראליים מציע את היכולת לשפר עוד יותר את עצמת המגן וטיפוליים. לקראת מטרה זו, נחקרו EFs כפלטפורמה משלוח חדש כדי להפחית את שכיחות דלקות HIV-1 ו- HSV-2.

במהלך שני העשורים האחרונים, EFs היו בשימוש נרחב בתחומים של הנדסת רקמות4והספקת סמים. לעתים קרובות, פולימרים מסתיימים נבחרים לתרגם בקלות ליישומים טיפוליים. כדי לבדות EFs פולימריים, הפולימר שנבחר הוא מומס אורגני ממס או מימית פתרון, ובהתאם למידת פולימר hydrophobicity5. סוכנים פעילים עניין ואז יתווספו הפתרון ממס או מימית לפני תהליך electrospinning. הפתרון פולימר aspirated ואז לתוך מזרק, נפלט לאט בזמן נתון זרם חשמלי. תהליך זה גורמת סיבי פולימר בגיליון ‘ או ‘ גלילי macrostructures (איור 1), קטרים סיבים הנעים בין מיקרו – כדי בקנה מידה ננו6. ליישומים טיפוליים ביותר, סוכנים פעילים משולבים בתוך הסיבים במהלך תהליך electrospinning, משתחררים מן הסיבים באמצעות דיפוזיה והשפלה סיבים עוקבות. הקצב של השפלה או שחרור עשויה להשתנות באמצעות סוגים שונים של פולימרים או פולימר תערובות להקים פרופיל לשחרר הרצוי, להקניית מאפיינים כימיים ייחודיים7, וקידום של העטיפה של כמעט כל מתחם. ככזה, EFs הוכיחו מועיל לפתחו של מולקולה קטנה וסמים ביולוגיים כולל חלבונים, פפטידים, oligonucleotides של גורמי גדילה6,8,9.

בתחום של מניעת STI, EFs לאחרונה השתמשו כדי לשלב ולספק מתמשכת או inducible-שחרור של סוכנים אנטי ויראליים10,11,12,13,14 ,15,16,17,18,19. באחד המחקרים המוקדמים, pH מגיבים סיבי פותחו כדי לשחרר סוכנים פעילים בתגובה לשינויים סביבתיים בתוך באיברי הרבייה הנקביים (והשפלתם), כמו שיטת לפי דרישה של הגנה נגד HIV-111. מאז, מחקרים אחרים יש חקר תערובות פולימר המורכב תחמוצת פוליאתילן (פאו) ו חומצה פולי-L-חומצת חלב (PLLA), כדי להעריך את המהדורה tunable של סוכנים אנטי-ויראלי ואנטי למניעת הריון עבור HIV-1 ומניעת אמצעי מניעה חוץ גופית בתוך 12. מחקרים נוספים הראו את הכדאיות של EFs כדי לספק את הנתונים הבאים: ממושך שחרורו של מולקולה קטנה antivirals14, חזקה וארכיטקטורות תכונות מכניות גמיש20, משלוח תלת-ממדי21 , עיכוב של זרע חדירה12, ואת היכולת למזג עם טכנולוגיות אחרות משלוח13. לבסוף, העבודות הקודמות יש הערכה סיבים פולימריים למסירה מתמשכת-של סוכנים אנטי נגד וירוסים co-infective נפוצים, HSV-2 ו- HIV-114. במחקר זה, סיבי פולימר מסופקים פעילות משלימה משלוח אנטי ויראליים על ידי שמירה על המבנה שלהם עד כחודש, מתן מכשול פיסי לערך ויראלי. מתוצאות אלה, זה היה ציין כי EFs עשוי לשמש הן מבחינה פיזית והן מבחינה כימית לעכב בנגיף.

בזמן שחרור tunable מאפיינים להפוך EFs פולימריים פלטפורמה מושכת משלוח למשלוח microbicide, EFs פותחו ביישומים אחרים כדי לשמש פיגומים השטח-לאחרונה7. EFs שימשו כדי לחקות את המורפולוגיה של מטריצות (ECM), לעיתים קרובות כסוכנות פיגומים כדי לשפר את התחדשות תאית22, ולשפר את השירות שלהם ב23,הנדסת רקמות,24. סיבים של פולימרים כגון פולי-חדוה-caprolactone (PCL) PLLA היה השטח-השתנה עם גורמי גדילה וחלבונים לאחר electrospinning להקנות תכונות כמו ECM כולל מוגברת הסלולר אדהזיה והתפשטות25 , 26. בנוסף, הוערכו מיקרוביאלית השטח-השתנה ב- EFs כדי למנוע את התפתחותם של חיידקים פתוגניים מסוימים27,28. בשל רבגוניות זו ואת היכולת לגרום השפעות ביולוגיות, EF הטכנולוגיה ממשיכה להרחיב על פני מגוון רחב של שדות כדי לספק פונקציונליות מרובת מכניסטית. ובכל זאת, למרות השירות שלהם בתוך מגוון של יישומים, סיבי השטח-השתנה רק לאחרונה נחקרו על שדה microbicide29

במקביל עם התפתחות טכנולוגיות חדשות מסירה כדי למנוע ולטפל STIs, פותחו הריפוי ביולוגי. אחד מהמועמדים microbicide המבטיחים ביותר הוא דבק לקטין אנטי ויראליים, GRFT30. במקור נגזר מין אדומיות, GRFT הוכיח פעילות כמו מעכב חזק של HIV, HSV-2, הסארס, כמו גם הפטיטיס C וירוס31,32,33,34, 35 , 36. למעשה, בין מעכבי מבוסס מבחינה ביולוגית, GRFT יש את הפעילות נגד HIV הקטלניים ביותר, inactivating HIV-1 כמעט מיד על קשר30, תוך שמירה על יציבות ופעילות בנוכחות תרבות המדיה מן הנרתיק מיקרובים עבור עד 10 ימים37. לאחרונה, GRFT 0.1% ג’ל הוצגה להגן על עכברים נגד אתגר HSV-2 intravaginal, שהופך אותו מועמד מבטיח השורה הראשונה של הגנה מפני HSV-2 ו- HIV-132, 38. עבור HIV באופן ספציפי, GRFT מעכב זיהום על ידי איגוד פיזית gp120 או מסוף מנוז מקושרים-N glycan משקעים על מעטפת נגיפית משטחים למניעת כניסה38,39,40,41 ,42. עיכוב זה הוא חזק מאוד, עם s50IC מתקרב ng/mL 343. בנוסף מעכב הידבקות ב- HIV, מחקרים הראו גם כי GRFT מגן מפני זיהום HSV-2 על ידי עיכוב ההתפשטות לתא וירוס32. בכל המקרים, GRFT הוכח להיות דבק חלקיקים נגיפיים, תוך הפגנת עמידות גבוהה בפני דנטורציה. האחרון GRFT הוכיחה פעילות סינרגטיים עם שילובים של Tenofovir (TFV), אחרת עלולות44, שהופך אותו אפשרי וסביר מועיל לנהל יחד עם EFs. מאפייני GRFT חזק לעשות את זה מבוסס מבחינה ביולוגית נגיפים מועמד מצוין, שבו משלוח שעשויים להיות מוגברת עם טכנולוגיית EF.

ניצול הידע הזה של המאפיינים אנטי דבק ו מולדת של GRFT, לפיגום סיבים פולימריים תוכנן, המשלב מאפיינים אלה לספק את השכבה הראשונה של וירוס ערך עיכוב29. מוצאים השראה בדרך cervicovaginal ריר מעכבת וירוס תחבורה בעיקר באמצעות אינטראקציות mucin mucoadhesive, שיערנו כי באמצעות EFs בדומה לפיגום ו covalently שינוי פני השטח עם GRFT, צפיפות גבוהה של GRFT מצומדת השטח להחליש, בטל וירוס-46,45,שלה entrypoint47. כאן EFs פותחו בדומה לפיגום נייח לספק מבוססות חלבון נגיפי inactivating דבק מכשול פלטפורמה. חיפשנו לשלב את המאפיינים אנטי-ויראלי חזק של GRFT עם פלטפורמה פולימר מסתיימים, לשינוי ועמיד, כדי ליצור וירוס הרומן “מלכודת”.

כדי להשיג מטרות אלה, סיבי המורכב PLGA היו electrospun, כימיה EDC-NHS שימש לאחר מכן לשנות את פני השטח EF עם GRFT. PLGA שימש פולימר דגם בשל השימוש הנרחב שלה electrospinning48, בשילוב עם הביו וחסכון שלה. בנוסף, שינוי פני השטח מנצל את פני השטח גדולים של EFs, ומספק חלופה זה יכול להיות משולב עם עיטוף כדי למקסם את השירות הסיבים49. שלא כמו שיטות כימוס המסורתי שבו רק חלק GRFT זמין (ולהציג רק transiently והשפלתם), שינוי פני השטח עשוי לאפשר GRFT לשמור על אתריים המרבי במהלך משך הטיפול כולו. יתר על כן, שילוב של תרכובות הידרופילית כגון חלבונים, באמצעות שיטות מסורתיות electrospinning, עלול לגרום היעילות כימוס התחתון ואת אובדן חלבון פעילות50. לכן, GRFT שעבר שינוי משטח סיבי עשוי להציע שיטה למשלוח חלופית מבטיח כי ניתן להשתמש לבד או בשילוב עם electrospinning כדי לשפר את ההגנה מפני זיהום STI.

Protocol

1. הכנה ועל פבריקציה נוספת של לגרדום סיבים Electrospun שים לב: כל העבודה עם ממיסים או תמיסות פולימר צריכה להתבצע בשכונה fume כימיים . עיין גליון בטיחות חומרים של כל ריאגנט לפני שמתחילים את הפרוטוקול. על electrospin 3 מ ל 15% w/w PLGA פולימר פתרון, שוקל 720 מ ג של 50: 50 פוליפוני (חומצה לקטי?…

Representative Results

מורפולוגיה סיבים יש השפעה משמעותית על היכולת של השטח-השתנה ב- EFs כדי לספק הגנה מפני וירוסים. למרות electrospinning הוא הליך נוח וברור, ניסוחים פולימר הלא אופטימיזציה עלול לגרום סיבים לא סדיר מורפולוגיה (איור 5בג). שינויים בתנאי electrospinning לגרום להיווצרות של…

Discussion

בשל מבנה נקבובי שלהם ואת פני שטחים גדולים, מצאו EFs במגוון יישומים במערכת הבריאות, אחד מהם כולל הגשה כמו רכבי ההעברה טיפולית. סמים, סוכנים פעילים אחרים ניתן לשלב בתוך EFs למסירה tunable, ואילו תרופות/מוצרים ביולוגיים, כימיים ליגנדים יכול להיות מצומדת השטח סיבים עבור תאים ספציפיים מיקוד5…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

אנו מודים על הקרן למורשת למצוינות למימון מחקר זה. אנו מודים ד ר סטיוארט וויליאמס II למתן בנדיבות את השימוש של מערכת electrospinning. אנו מודים גם ד ר קנת פאלמר סיפק לנו Griffithsin. אנו מודים בנוסף ד ר נוביוקי Matoba ו במעבדתו לאימונים שאותנו אליסה GRFT לעבוד.

Materials

Poly(Lactide-co-Glycolide) (PLGA) 50:50 Lactel B6013-2P
1,1,1,3,3,3-Hexafluoro-2-propanol (HFIP) Thermo Scientific  147541000
Blunt Dispensing Needle 18g X 1/2 Brico Medical Supplies BN1815
BD 3mL Syringe Luer-lok tip VWR 309657
Parafilm (plastic film) Sigma Aldrich P7793
2-(N-Morpholino)ethanesulfonic acid (MES Buffer) Sigma Aldrich M3671 
Sodium Chloride Sigma Aldrich S7653
Potassium Chloride Sigma Aldrich P9333
Sodium phosphate dibasic Sigma Aldrich S7907
Potassium phosphate monobasic Sigma Aldrich P0662
Hydroxysuccinimide (NHS) Thermo Scientific  24500
1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride (EDC) Thermo Scientific  22980
2-Mercaptoethanol Fisher BP176
Griffithsin (GRFT) Kentucky Bioprocessing NA custom made, no product number
Dimethyl Sulfoxide Milipore 317275
Polyethylene glycol sorbitan monolaurate (Polysorbate, Tween 20) Sigma Aldrich P9416 
Tris EDTA Buffer Sigma Aldrich 93283
Flat-Bottom Immuno Nonsterile 96-Well Plates Thermo Scientific  3355
Influenza Hemagglutinin (HA) Kentucky Bioprocessing NA custom made, no product number
Goat Anti-GRFT (Primary Antibody) Kentucky Bioprocessing NA custom made, no product number
 Donkey anti-goat IgG-HRP (Secondary Antibody) Santa Cruz 2056
Sure Blue TMB Microwell Peroxidase Substrate KPL 52-00-00

References

  1. Gottlieb, S. L., et al. Toward global prevention of sexually transmitted infections (STIs): the need for STI vaccines. Vaccine. 32, 1527-1535 (2014).
  2. Freeman, E. E., et al. Herpes simplex virus 2 infection increases HIV acquisition in men and women: systematic review and meta-analysis of longitudinal studies. AIDS. 20, 73-83 (2006).
  3. Sill, T. J., von Recum, H. A. Electrospinning: applications in drug delivery and tissue engineering. Biomaterials. 29, 1989-2006 (2008).
  4. Jiang, T., Carbone, E. J., Lo, K. W. H., Laurencin, C. T. Electrospinning of polymer nanofibers for tissue regeneration. Prog Polym Sci. 46, 1-24 (2015).
  5. Hu, X., et al. Electrospinning of polymeric nanofibers for drug delivery applications. J. Control. Release. 185, 12-21 (2014).
  6. Huang, Z. M., Zhang, Y. Z., Kotaki, M., Ramakrishna, S. A review on polymer nanofibers by electrospinning and their applications in nanocomposites. Compos Sci Technol. 63, 2223-2253 (2003).
  7. Son, Y. J., Kim, W. J., Yoo, H. S. Therapeutic applications of electrospun nanofibers for drug delivery systems. Arch. Pharmacal Res. 37, 69-78 (2014).
  8. Ji, W., et al. Bioactive electrospun scaffolds delivering growth factors and genes for tissue engineering applications. Pharm. Res. 28, 1259-1272 (2011).
  9. Blakney, A. K., Ball, C., Krogstad, E. A., Woodrow, K. A. Electrospun fibers for vaginal anti-HIV drug delivery. Antiviral Res. 100, 9-16 (2013).
  10. Huang, C., et al. Electrospun cellulose acetate phthalate fibers for semen induced anti-HIV vaginal drug delivery. Biomaterials. 33, 962-969 (2012).
  11. Ball, C., Krogstad, E., Chaowanachan, T., Woodrow, K. A. Drug-eluting fibers for HIV-1 inhibition and contraception. PLoS One. 7, 49792 (2012).
  12. Yohe, S. T., Colson, Y. L., Grinstaff, M. W. Superhydrophobic materials for tunable drug release: using displacement of air to control delivery rates. J. Am. Chem. Soc. 134, 2016-2019 (2012).
  13. Aniagyei, S. E., et al. Evaluation of poly(lactic-co-glycolic acid) and poly(dl-lactide-co-epsilon-caprolactone) electrospun fibers for the treatment of HSV-2 infection. Mater. Sci. Eng. C Mater. Biol. Appl. 72, 238-251 (2017).
  14. Huang, C., et al. Electrospun polystyrene fibers for HIV entrapment. Polym. Advan. Technol. 25, 827-834 (2014).
  15. Carson, D., Jiang, Y., Woodrow, K. A. Tunable Release of Multiclass Anti-HIV Drugs that are Water-Soluble and Loaded at High Drug Content in Polyester Blended Electrospun Fibers. Pharm. Res. 33, 125-136 (2016).
  16. Chou, S. F., Carson, D., Woodrow, K. A. Current strategies for sustaining drug release from electrospun nanofibers. J. Control. Release. 220, 584-591 (2015).
  17. Ball, C., Woodrow, K. A. Electrospun solid dispersions of Maraviroc for rapid intravaginal preexposure prophylaxis of HIV. Antimicrob. Agents Chemother. 58, 4855-4865 (2014).
  18. Blakney, A. K., Krogstad, E. A., Jiang, Y. H., Woodrow, K. A. Delivery of multipurpose prevention drug combinations from electrospun nanofibers using composite microarchitectures. Int. J. Nanomedicine. 9, 2967-2978 (2014).
  19. Li, C. M., Vepari, C., Jin, H. J., Kim, H. J., Kaplan, D. L. Electrospun silk-BMP-2 scaffolds for bone tissue engineering. Biomaterials. 27, 3115-3124 (2006).
  20. Cai, S., Xu, H., Jiang, Q., Yang, Y. Novel 3D electrospun scaffolds with fibers oriented randomly and evenly in three dimensions to closely mimic the unique architectures of extracellular matrices in soft tissues: fabrication and mechanism study. Langmuir. 29, 2311-2318 (2013).
  21. Li, M. Y., et al. Electrospun protein fibers as matrices for tissue engineering. Biomaterials. 26, 5999-6008 (2005).
  22. Cui, W., Zhou, Y., Chang, J. Electrospun nanofibrous materials for tissue engineering and drug delivery. Sci. Technol. Adv. Mater. 11, 014108 (2010).
  23. Zahedi, P., Rezaeian, I., Ranaei-Siadat, S. O., Jafari, S. H., Supaphol, P. A review on wound dressings with an emphasis on electrospun nanofibrous polymeric bandages. Polym. Advan. Technol. 21, 77-95 (2010).
  24. Vaidya, P., Grove, T., Edgar, K. J., Goldstein, A. S. Surface grafting of chitosan shell, polycaprolactone core fiber meshes to confer bioactivity. J Bioact Compat Pol. 30, 258-274 (2015).
  25. Rim, N. G., et al. Mussel-inspired surface modification of poly(L-lactide) electrospun fibers for modulation of osteogenic differentiation of human mesenchymal stem cells. Colloid Surface B. 91, 189-197 (2012).
  26. Yao, C., Li, X. S., Neoh, K. G., Shi, Z. L., Kang, E. T. Surface modification and antibacterial activity of electrospun polyurethane fibrous membranes with quaternary ammonium moieties. J Membrane Sci. 320, 259-267 (2008).
  27. Kangwansupamonkon, W., Tiewtrakoonwat, W., Supaphol, P., Kiatkamjornwong, S. Surface Modification of Electrospun Chitosan Nanofibrous Mats for Antibacterial Activity. J Appl Polym Sci. 131, (2014).
  28. Grooms, T. N., et al. Griffithsin-Modified Electrospun Fibers as a Delivery Scaffold To Prevent HIV Infection. Antimicrob. Agents Chemother. 60, 6518-6531 (2016).
  29. Emau, P., et al. Griffithsin, a potent HIV entry inhibitor, is an excellent candidate for anti-HIV microbicide. J. Med. Primatol. 36, 244-253 (2007).
  30. Meuleman, P., et al. Griffithsin has antiviral activity against hepatitis C virus. Antimicrob. Agents Chemother. 55, 5159-5167 (2011).
  31. Nixon, B., et al. Griffithsin protects mice from genital herpes by preventing cell-to-cell spread. J. Virol. 87, 6257-6269 (2013).
  32. O’Keefe, B. R., et al. Broad-spectrum in vitro activity and in vivo efficacy of the antiviral protein griffithsin against emerging viruses of the family Coronaviridae. J. Virol. 84, 2511-2521 (2010).
  33. Ishag, H. Z., et al. Griffithsin inhibits Japanese encephalitis virus infection in vitro and in vivo. Arch. Virol. 158, 349-358 (2013).
  34. Ferir, G., et al. Combinations of griffithsin with other carbohydrate-binding agents demonstrate superior activity against HIV Type 1, HIV Type 2, and selected carbohydrate-binding agent-resistant HIV Type 1 strains. AIDS Res. Hum. Retroviruses. 28, 1513-1523 (2012).
  35. Xue, J., et al. The Griffithsin Dimer Is Required for High-Potency Inhibition of HIV-1: Evidence for Manipulation of the Structure of gp120 as Part of the Griffithsin Dimer Mechanism. Antimicrob Agents Ch. 57, 3976-3989 (2013).
  36. Kouokam, J. C., et al. Investigation of griffithsin’s interactions with human cells confirms its outstanding safety and efficacy profile as a microbicide candidate. PLoS One. 6, 22635 (2011).
  37. Moulaei, T., et al. Monomerization of viral entry inhibitor griffithsin elucidates the relationship between multivalent binding to carbohydrates and anti-HIV activity. Structure. 18, 1104-1115 (2010).
  38. Barton, C., et al. Activity of and effect of subcutaneous treatment with the broad-spectrum antiviral lectin griffithsin in two laboratory rodent models. Antimicrob. Agents Chemother. 58, 120-127 (2014).
  39. Mori, T., et al. Isolation and characterization of griffithsin, a novel HIV-inactivating protein, from the red alga Griffithsia sp. J. Biol. Chem. 280, 9345-9353 (2005).
  40. Ziolkowska, N. E., et al. Domain-swapped structure of the potent antiviral protein griffithsin and its mode of carbohydrate binding. Structure. 14, 1127-1135 (2006).
  41. Ziolkowska, N. E., et al. Crystallographic, thermodynamic, and molecular modeling studies of the mode of binding of oligosaccharides to the potent antiviral protein griffithsin. Proteins. 67, 661-670 (2007).
  42. O’Keefe, B. R., et al. Scaleable manufacture of HIV-1 entry inhibitor griffithsin and validation of its safety and efficacy as a topical microbicide component. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 106, 6099-6104 (2009).
  43. Ferir, G., Palmer, K. E., Schols, D. Synergistic activity profile of griffithsin in combination with tenofovir, maraviroc and enfuvirtide against HIV-1 clade C. Virology. 417, 253-258 (2011).
  44. Lai, S. K., Wang, Y. Y., Hanes, J. Mucus-penetrating nanoparticles for drug and gene delivery to mucosal tissues. Adv. Drug Deliv. Rev. 61, 158-171 (2009).
  45. Lai, S. K., Wang, Y. Y., Hida, K., Cone, R., Hanes, J. Nanoparticles reveal that human cervicovaginal mucus is riddled with pores larger than viruses. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 107, 598-603 (2010).
  46. Lai, S. K., Wang, Y. Y., Wirtz, D., Hanes, J. Micro- and macrorheology of mucus. Adv. Drug Deliv. Rev. 61, 86-100 (2009).
  47. Gentile, P., Chiono, V., Carmagnola, I., Hatton, P. V. An Overview of Poly(lactic-co-glycolic) Acid (PLGA)-Based Biomaterials for Bone Tissue Engineering. Int J Mol Sci. 15, 3640-3659 (2014).
  48. Repanas, A., Andriopoulou, S., Glasmacher, B. The significance of electrospinning as a method to create fibrous scaffolds for biomedical engineering and drug delivery applications. J Drug Deliv Sci Tec. 31, 137-146 (2016).
  49. Yoo, H. S., Kim, T. G., Park, T. G. Surface-functionalized electrospun nanofibers for tissue engineering and drug delivery. Adv. Drug Deliv. Rev. 61, 1033-1042 (2009).
  50. Barton, C., Kouokam, J. C., Hurst, H., Palmer, K. E. Pharmacokinetics of the Antiviral Lectin Griffithsin Administered by Different Routes Indicates Multiple Potential Uses. Viruses. 8, (2016).
  51. Sawicka, K., Gouma, P., Simon, S. Electrospun biocomposite nanofibers for urea biosensing. Sensor Actuat B-Chem. 108, 585-588 (2005).
  52. Ramakrishna, S., et al. Electrospun nanofibers: solving global issues. Mater Today. 9, 40-50 (2006).
  53. Liu, X., et al. Electrospinnability of Poly Lactic-co-glycolic Acid (PLGA): the Role of Solvent Type and Solvent Composition. Pharm. Res. 34, 738-749 (2017).
  54. Bhardwaj, N., Kundu, S. C. Electrospinning: A fascinating fiber fabrication technique. Biotechnol Adv. 28, 325-347 (2010).
  55. Fong, H., Chun, I., Reneker, D. H. Beaded nanofibers formed during electrospinning. Polymer. 40, 4585-4592 (1999).
  56. Zong, X. H., et al. Structure and process relationship of electrospun bioabsorbable nanofiber membranes. Polymer. 43, 4403-4412 (2002).
  57. Rodoplu, D., Mutlu, M. Effects of Electrospinning Setup and Process Parameters on Nanofiber Morphology Intended for the Modification of Quartz Crystal Microbalance Surfaces. J Eng Fiber Fabr. 7, 118-123 (2012).
  58. Grabarek, Z., Gergely, J. Zero-Length Crosslinking Procedure with the Use of Active Esters. Anal Biochem. 185, 131-135 (1990).
  59. Staros, J. V., Wright, R. W., Swingle, D. M. Enhancement by N-Hydroxysulfosuccinimide of Water-Soluble Carbodiimide-Mediated Coupling Reactions. Anal Biochem. 156, 220-222 (1986).
  60. Tan, S. H., Inai, R., Kotaki, M., Ramakrishna, S. Systematic parameter study for ultra-fine fiber fabrication via electrospinning process. Polymer. 46, 6128-6134 (2005).
  61. Spasova, M., Stoilova, O., Manolova, N., Rashkov, I., Altankov, G. Preparation of PLLA/PEG Nanofibers by Electrospinning and Potential Applications. J Bioact Compat Pol. 22, 62-76 (2007).
  62. Boland, E. D., et al. Electrospinning polydioxanone for biomedical applications. Acta Biomater. 1, 115-123 (2005).
  63. Senecal, A., Magnone, J., Marek, P., Senecal, K. Development of functional nanofibrous membrane assemblies towards biological sensing. React Funct Polym. 68, 1429-1434 (2008).
  64. Zhang, Y. Z., Venugopal, J., Huang, Z. M., Lim, C. T., Ramakrishna, S. Characterization of the surface biocompatibility of the electrospun PCL-collagen nanofibers using fibroblasts. Biomacromolecules. 6, 2583-2589 (2005).
  65. Gupta, D., Venugopal, J., Mitra, S., Giri Dev, V. R., Ramakrishna, S. Nanostructured biocomposite substrates by electrospinning and electrospraying for the mineralization of osteoblasts. Biomaterials. 30, 2085-2094 (2009).

Play Video

Cite This Article
Vuong, H. R., Tyo, K. M., Steinbach-Rankins, J. M. Fabrication and Characterization of Griffithsin-modified Fiber Scaffolds for Prevention of Sexually Transmitted Infections. J. Vis. Exp. (128), e56492, doi:10.3791/56492 (2017).

View Video