यह लेख लिपिड लेपित ७४ एनएम नैनोकणों में falcarindiol के encapsulation का वर्णन है । मानव स्टेम सेल द्वारा लिपिड बूंदों में सेलुलर नैनोकणों की निगरानी फ्लोरोसेंट और फोकल इमेजिंग द्वारा नजर रखी है । नैनोकणों विलायक स्थानांतरण की तेजी से इंजेक्शन विधि द्वारा गढ़े हैं, और उनके आकार गतिशील प्रकाश बिखरने तकनीक के साथ मापा जाता है ।
नैनोकणों कैंसर थेरेपी के लिए दवा वितरण प्रणालियों में वृद्धि हुई ब्याज का ध्यान केंद्रित कर रहे हैं । लिपिड लेपित नैनोकणों कम घनत्व लिपो (LDLs) द्वारा संरचना और आकार में प्रेरित कर रहे हैं, क्योंकि कैंसर कोशिकाओं पैदा करना करने के लिए कोलेस्ट्रॉल के लिए एक वृद्धि की जरूरत है, और यह कैंसर के लिए विरोधी दवाओं को वितरित करने के लिए एक तंत्र के रूप में शोषण किया गया है कक्षों. इसके अलावा, ड्रग रसायन पर निर्भर करता है, दवा encapsulating vivo में संचलन के दौरान दवा की गिरावट से बचने के लिए लाभप्रद हो सकता है । इसलिए, इस अध्ययन में, इस डिजाइन विरोधी दवा falcarindiol के लिपिड लेपित नैनोकणों बनाने के लिए प्रयोग किया जाता है, falcarindiol के एक संभावित नए वितरण प्रणाली प्रदान करने के लिए क्षरण के खिलाफ अपनी रासायनिक संरचना को स्थिर करने और अपने सुधार ट्यूमर द्वारा ऊपर उठाना । Falcarindiol नैनोकणों, एक फॉस्फोलिपिड और कोलेस्ट्रॉल monolayer कण के शुद्ध दवा कोर encapsulating के साथ, डिजाइन किए गए थे । लिपिड monolayer कोटिंग के होते हैं 1, 2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DSPC), कोलेस्ट्रॉल (चौल), और 1, 2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy (पॉलीथीन ग्लाइकोल)-२०००] (DSPE खूंटी २०००) फ्लोरोसेंट के साथ साथ लैबल दिी (43:50:5:2 के अनुपात दाढ़) । नैनोकणों तेजी से इंजेक्शन विधि का उपयोग कर गढ़े हैं, जो विरोधी विलायक एक्सचेंज के लिए अच्छे विलायक द्वारा नैनोकणों हाला करने के लिए एक तेज और सरल तकनीक है । यह एक जलीय चरण में एक इथेनॉल nanoparticle घटक युक्त समाधान के तेजी से इंजेक्शन के होते हैं । फ्लोरोसेंट नैनोकणों के आकार ७४.१ ± ६.७ एनएम में गतिशील प्रकाश छितराना (DLS) का उपयोग कर मापा जाता है । नैनोकणों के ऊपर मानव mesenchymal स्टेम सेल (hMSCs) में परीक्षण किया और प्रतिदीप्ति और फोकल माइक्रोस्कोपी का उपयोग कर imaged है । नैनोकणों के hMSCs में मनाया जाता है, falcarindiol के लिए इस तरह के एक स्थिर दवा वितरण प्रणाली के लिए क्षमता का सुझाव ।
लिपिड लेपित नैनोकणों एक वृद्धि कैंसर थेरेपी1के लिए दवा वितरण प्रणाली के रूप में अपने समारोह के बारे में रुचि देख रहे हैं । कैंसर एक बदल लिपिड चयापचय reprogramminging2 और कोलेस्ट्रॉल के लिए एक वृद्धि की जरूरत है3पैदा करना है । वे LDLs1 एक्सप्रेस और सामांय कोशिकाओं से अधिक LDLs में ले, हद है कि एक कैंसर रोगी के एलडीएल गिनती भी नीचे जा सकते है4। एलडीएल उठाना आक्रामक phenotypes5 को बढ़ावा देता है जिसके परिणामस्वरूप स्तन कैंसर6में प्रसार और आक्रमण होता है । एलडीएल रिसेप्टर्स (LDLRs) के एक बहुतायत मेटास्टेटिक संभावित7के एक शकुन संकेतक है । एलडीएल से प्रेरित होकर और इसके कैंसर की कोशिकाओं द्वारा एक नई रणनीति बुलाया गया है: दवा कैंसर के भोजन की तरह लगरही8। इस प्रकार, इन नए nanoparticle दवा वितरण डिजाइन8,9,10 कोर से प्रेरित किया गया है-और विरोधी दवाओं देने के लिए एक तंत्र के रूप में प्राकृतिक LDLs11 के लिपिड स्थिर डिजाइन कैंसर कोशिकाओं के लिए । इस निष्क्रिय लक्ष्यीकरण वितरण प्रणाली के encapsulating का समर्थन करता है, विशेष रूप से, hydrophobic दवाओं, जो आम तौर पर मौखिक खुराक के रूप में दिए गए हैं, लेकिन केवल खून के लिए दवाओं की एक छोटी राशि प्रदान करते हैं, तो उनकी उंमीद प्रभावकारिता12सीमित । चुपके liposomes13के साथ के रूप में, एक पॉलीथीन ग्लाइकोल (खूंटी) कोटिंग किसी भी immunologic प्रतिक्रिया को कम करने में मदद करता है और इष्टतम ट्यूमर के लिए खून में परिसंचरण फैली कथित बढ़ाया permeation और प्रतिधारण (EPR) प्रभाव द्वारा 14 , 15. हालांकि, इसके अलावा, कुछ उदाहरणों में, सिस्टम16में संचलन और अवांछनीय वितरण में अस्थिरता, कुछ बाधाएं अनसुलझी रह जाती हैं, जैसे कैसे और किस हद तक इस तरह के नैनोकणों कोशिकाओं द्वारा में लिया जाता है और क्या है उनकी intracellular किस्मत. यह यहां है कि इस कागज एक विशेष hydrophobic विरोधी दवा falcarindiol के nanoparticle को संबोधित करते हैं, फोकल और epifluorescence इमेजिंग तकनीक का उपयोग कर ।
अध्ययन का उद्देश्य falcarindiol के लिपिड लेपित नैनोकणों बनाना और hMSCs में उनके intracellular का अध्ययन करने के लिए है । जिससे, संभावित अपने प्रशासन स्थिर, प्रसव के साथ जुड़े चुनौतियों पर काबू पाने, और जैव उपलब्धता में सुधार । इस प्रकार इस विरोधी दवा के लिए एक नई वितरण प्रणाली का आकलन । पहले, falcarindiol एक उच्च एकाग्रता के माध्यम से मौखिक रूप से administrated किया गया है एक आहार17पूरक के रूप में falcarindiol शुद्ध । हालांकि, इस होनहार दवा देने के लिए एक अधिक संरचित दृष्टिकोण के लिए की जरूरत है । इसलिए, falcarindiol नैनोकणों, एक फॉस्फोलिपिड और कोलेस्ट्रॉल monolayer कण के कोर का गठन शुद्ध दवा के साथ encapsulating के साथ, डिजाइन किए गए थे । विलायक स्थानांतरण के रैपिड इंजेक्शन विधि, के रूप में हाल ही में Needham एट अल द्वारा विकसित की है । 8, इस अध्ययन में प्रयोग किया जाता है polyacetylene falcarindiol encapsulate ।
विधि पहले लिपिड नैनोकणों के निर्माण के लिए इस्तेमाल किया गया है नैदानिक इमेजिंग एजेंटों encapsulate18,19, के रूप में के रूप में अच्छी तरह से परीक्षण अणुओं (triolein)27 और ड्रग्स (orlistat, niclosamide स्टीयरेट)8 ,27,28. यह एक अपेक्षाकृत सरल तकनीक है जब सही अणुओं के साथ किया जाता है । यह nanosized कणों रूपों, उनके महत्वपूर्ण nucleation की सीमा पर (~ 20 एनएम व्यास), अत्यधिक अघुलनशील hydrophobic solutes एक ध्रुवीय विलायक में भंग की । विलायक विनिमय antisolvent के एक अतिरिक्त (आमतौर पर, एक 1:9 कार्बनिक में एक जलीय चरण: जलीय मात्रा अनुपात)20,21में कार्बनिक समाधान की एक तेजी से इंजेक्शन द्वारा पूरा किया है ।
नैनोकणों के संयोजन डिजाइन कई फायदे के लिए वृद्धि दे । DSPC: चौल घटक एक बहुत तंग, लगभग अभेद्य, संगत, और biodegradable monolayer प्रदान करते हैं । खूंटी एक sterically स्थिर इंटरफेस है जो प्रतिरक्षा प्रणाली द्वारा opsonization से एक ढाल के रूप में कार्य करता है, reticuloendothelial प्रणाली (जिगर और तिल्ली) और mononuclear phagocyte प्रणाली के खिलाफ की रक्षा के द्वारा किसी भी आगे को धीमा, उनके प्रतिधारण और प्रतिरक्षा प्रणाली द्वारा क्षरण, और इसलिए, उनके संचलन में वृद्धि छमाही22रक्त में समय । इस कणों को प्रसारित जब तक वे ऐसे ट्यूमर के रूप में रोगग्रस्त साइटों, पर extravasate, जहां संवहनी प्रणाली टपका हुआ है, EPR-प्रभाव कणों के निष्क्रिय संचय को जंम देने के लिए अनुमति देता है । इसके अतिरिक्त, लिपिड कोट एक की अनुमति देता है नैनोकणों ‘ आकार पर बेहतर नियंत्रण के लिए काइनेटिक अपनी महत्वपूर्ण नाभिक आयाम27,28पर कोर फँसाने के द्वारा । लिपिड विभिन्न सतह गुण (पेप्टाइड लक्ष्यीकरण, जो इस परियोजना के लिए अभी तक उपलब्ध नहीं था सहित) प्रेरित, एक शुद्ध दवा कोर, और एक कम polydispersity22,27,28. कण आकार विश्लेषण के लिए इस्तेमाल विधि DLS, एक तकनीक है कि शोधकर्ताओं ने एक ही समय में कणों की एक बड़ी संख्या के आकार को मापने के लिए अनुमति देता है । नैनोकणों23monodispersed नहीं हैं, तो हालांकि, इस विधि माप बड़ा आकार करने के लिए बायस कर सकते हैं । यह समस्या लिपिड कोट के साथ के रूप में अच्छी तरह से मूल्यांकन किया है । इन मौलिक डिजाइनों के अधिक विवरण और सभी विशेषताओं के ठहराव27,28अन्य प्रकाशनों में दिए गए हैं ।
दवा नैनोकणों में समझाया falcarindiol है, एक आहार polyacetylene Apiaceae परिवार से पौधों में पाया । यह aliphatic सी17polyacetylenes प्रकार है कि स्वास्थ्य को बढ़ावा देने के प्रभाव को प्रदर्शित करने के लिए पाया गया है से एक माध्यमिक metabolite है, विरोधी भड़काऊ गतिविधि सहित, जीवाणुरोधी प्रभाव, और कैंसर सेल लाइनों की एक विस्तृत श्रृंखला के खिलाफ cytotoxicity. अपनी उच्च प्रतिक्रियाशीलता के लिए विभिंन प्रकार के अणुओं के साथ बातचीत करने की क्षमता से संबंधित है, mercapto और एमिनो24समूहों के खिलाफ एक बहुत ही सक्रिय alkylating एजेंट के रूप में अभिनय । Falcarindiol पहले बृहदांत्र17,25में नवोत्पादित घावों की संख्या को कम करने के लिए दिखाया गया है, हालांकि जैविक तंत्र अभी भी अज्ञात हैं । हालांकि, यह सोचा है कि यह ऐसे NF-κB, COX1, कॉक्स-2 के रूप में, और साइटोकिंस, उनके ट्यूमर प्रगति और कोशिका प्रसार प्रक्रियाओं बाधा, सेल चक्र, endoplasmic जालिका (एर) तनाव को गिरफ्तार करने के लिए अग्रणी के रूप में इस तरह के अणुओं के साथ बातचीत, और apoptosis 17,कैंसर कोशिकाओं में26 । Falcarindiol इस अध्ययन में एक उदाहरण विरोधी अपनी विरोधी क्षमता और तंत्र के कारण दवा के रूप में प्रयोग किया जाता है वर्तमान में अध्ययन किया जा रहा है, और क्योंकि यह होनहार विरोधी प्रभाव से पता चलता है । नैनोकणों के सेलुलर अधिक hMSCs में परीक्षण किया और epifluorescence और फोकल माइक्रोस्कोपी का उपयोग कर imaged है । इस सेल प्रकार अपने बड़े आकार के कारण चुना गया था, उंहें माइक्रोस्कोपी के लिए आदर्श बना ।
सरल, तेज, reproducible, और विलायक स्थानांतरण के स्केलेबल रैपिड इंजेक्शन विधि के साथ दवा वितरण के लिए लिपिड लेपित नैनोकणों के निर्माण के लिए एक विस्तृत प्रोटोकॉल27,28 के बाद किया गया था और इस ?…
The authors have nothing to disclose.
लेखक डॉ Moustapha Kassem (ओडेंसे विश्वविद्यालय अस्पताल, डेनमार्क) मानव mesenchymal स्टेम सेल के लिए धंयवाद । लेखक अपने सूक्ष्मदर्शी के लिए उपयोग के लिए डेनिश चिकित्सा जैव इमेजिंग केंद्र धंयवाद । लेखक वित्तीय सहायता के लिए कार्ल्सबर्ग और Villum फाउंडेशन धंयवाद (E.A.C. के लिए) । लेखक वित्तीय डेनमार्क नेशनल रिसर्च फाउंडेशन से नील्स बोह्र प्रोफेसरी पुरस्कार द्वारा प्रदान की सहायता स्वीकार करते हैं ।
12 mL Screw Neck Vial (Clear glass, 15-425 thread, 66 X 18.5 mm) | Microlab Aarhus A/S | ML 33154LP | |
6 well plates | Greiner Bio One International GmbH | 657160 | |
Absolute Ethanol | EMD Millipore (VWR) | EM8.18760.1000 | |
Chloroform | Rathburn Chemicals Ltd. | RH1009 | |
Cholesterol | Avanti Polar Lipids, Inc. | 700000P | |
Confocal Microscope | Zeiss LSM510 | ||
Cover Slips thickness #1.5 | Paul Marienfeld GmbH & Co | 117650 | |
Desiccator | Self-build | ||
DiI | Invitrogen | D282 | |
DLS | Beckman Coulter | DelsaMAXpro 3167-DMP | |
DSPC (Chloroform stock) | Avanti Polar Lipids, Inc. | 850365C | |
DSPE PEG 2000 (Chloroform stock) | Avanti Polar Lipids, Inc. | 880120C | |
eVol XR | SGE analytical science, Trajan Scientific Australia Pty Ltd. | 2910200 | |
Fetal Bovine serum | Gibco | 10270-106 | |
Fluorescence Miccroscope | Olymous IX81 | With Manual TIRF and Andor iXon EMCCD | |
Incubator | Panasonic | MCO-18AC | |
Magnetic flea | VWR Chemicals | 15 x 4.5 mm | Cylindrical shape with PTFE coating |
Magnetic stirrer | IKA | RT-10 | |
Minimum Essential Media | Gibco | 32561-029 | |
PBS tablets for cell culture | VWR Chemicals | 97062-732 | |
Pen/strep | VWR Chemicals | 97063-708 | |
Phosphate Buffer Saline (PBS, pH 7.4) | Thermo Fisher | 10010031 | |
Rotary Evaporator | Rotavapor, Büchi Labortechnik AG | R-210 | |
Sample concentrator | Stuart, Cole-Parmer Instrument Company, LLC | SBHCONC/1 |