טכנולוגיית תאים באנקפסולציה להעברת מוצרים ביולוגיים לעין העכבר
Summary
מוצג כאן הוא פרוטוקול לשימוש קילוף פלסטיצידיות כמו פולימר במיקרועטיפת של תאים מונצח למסירה לטווח ארוך של מוצרים ביולוגיים לעיניים מכרסמים.
Abstract
Therapeutics הנוכחי רבים תחת פיתוח עבור מחלות של הקוטב האחורי של העין הם מוצרים ביולוגיים. תרופות אלה צריך להיות מנוהל לעתים קרובות, בדרך כלל באמצעות זריקות אמיתי. תאים בעלי כימוס המבטאים את הביוג’יק של הבחירה הופכים לכלי לייצור חלבון מקומי ושחרור (למשל, באמצעות אספקת סמים לטווח ארוך). בנוסף, מערכות כימוס לנצל חומרים חדירות המאפשרים דיפוזיה של חומרים מזינים, פסולת, וגורמים טיפוליים לתוך ומחוץ לתאים. הדבר מתרחש בזמן שהוא מסווה את התאים מהתגובה החיסונית של המחשב המארח, תוך הימנעות מצורך בדיכוי מערכת החיסון המארחת. פרוטוקול זה מתאר את השימוש באלגיאט כפולימר במיקרומניפולציה בשילוב עם שיטת ההתזה כטכניקת מיקרו-כימוס. ARPE-19 תאים, הנובעים באופן ספונטני קו התאים RPE האנושי, כבר בשימוש ניסויים תא לטווח ארוך בגלל הפונקציונליות שלה במשך החיים, והוא משמש כאן לעטיפת משלוח של קפסולות לעיני העכבר. כתב היד מסכם את הצעדים למיקרועטיפת תאים, לבקרת איכות ולמסירה בעינית.
Introduction
טיפולים מבוססי תא מייצגים טכניקות ביולוגיות מהפכנית שהוחלו רבות ברפואה. לאחרונה, הם הוחלו בהצלחה בטיפול במחלות ניווניות, מחלות עיניים, סרטן. תרפיות בתאים מכסות מגוון רחב של שדות מהחלפת תאים לאספקת סמים, ופרוטוקול זה מתמקד במקרה האחרון. מיקרו כמוסות מתכלות (MC) הראו יעילות כמערכת משלוחים, והם נעשים בשימוש נרחב בתחום הביו-רפואי. Alginate שימש במיקרוכימוס בשל תהליך הג הפשוט שלה, biodegradability, biocompatibility מעולה, ויציבות תחת vivo תנאים1,2,3,4.
שיטת ההתזה, כטכניקת מיקרועטיפת מיקרו, הייתה מנוצל בהצלחה לכשלי פפטידים וחלבונים באמצעות קילוף פלסטיצידיות (פולימר בסיס) ו פולי-l-האורלך (משני פולימר ציפוי). שני הפולימרים מצויים באופן טבעי ומשמשים בביותאימות שלהם5,6,7. עם זאת, האתגר העיקרי בטיפולים מבוססי התא הוא דיכוי של מערכת החיסון המארחת כדי למנוע תופעות לוואי הנגרמות על ידי תרופות מדכאים חיסוני. החדירות של קילוף פלסטיצידיות microcapsules נחשב תכונה מתאימה עבור עטיפת התאים, אשר מאפשר דיפוזיה של חומרים מזינים, פסולת, וגורמים טיפוליים לתוך ומחוץ לתאים תוך הסוואה אותם תגובה חיסונית מארח8,9,10.
בעין, תאים כימוס שימשו ניסויים קליניים למסירה מתמדת של מוצרים ביולוגיים (כלומר, גורמי גדילה11,12 ו פקטור גדילה האנטוניסטים13) לטיפול רטיניטיס פיגמנטוזה או ניוון מקולרי הקשורות לגיל. מטרות אחרות כגון מעכבי המשלים14 הם גם בחקר כרגע הגדרות טרום קלינית.
Protocol
Representative Results
Discussion
שיטת עטיפת התאים הזאת מהירה וקלה יחסית לביצוע; עם זאת, יש לזכור נקודות מסוימות כדי להשיג תוצאות מדויקות של הזרם. יש לשמור על התאים בתרבות בצלחת פטרי לפני כימוס ומוחזק בשטף מתאים. כימוס יש לבצע במכסה אוורור נאות עם זרימת אוויר מוסדר, אם אפשר. חזק מדי של זרם אוויר יכול להשפיע על היווצרות כמוסה,…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחקר היה נתמך בחלק על ידי מענקים הוענק B. R. על ידי המכון הלאומי לבריאות (R01EY019320), המחלקה לענייני ותיקי (RX000444 ו BX003050), ואת הקרן דרום קרוליינה SmartState.
Materials
| 3 mL Syringe | BD | 309656 | |
| 30 G 1" Blunt needle | SAI Infusion technology | B30-100 | |
| Alginic acid sodium salt, from brown algae | Sigma | A0682 | |
| Atropine Sulfate Ophthalmolic solution (1%) | Akorn | NDC 17478-215-15 | for pupil dilation |
| BD 1 mL Syringe 26 G x 3/8 (0.45 mm x 10 mm) | Becton, Dickinson and Company | DG518105 500029609 REF 309625 | to generate the guide hole |
| Calcium chloride, Anhydrous, granular | Sigma | C1016 | |
| GenTeal Tears | Alcon | NDC 0078-0429-47 | to lubricate the eyes during anesthesia |
| Goniotaire: Hypromellose (2.5%) Ophthalmolic Demulcent Solution (Sterile) | Altaire Pharmaceuticals Inc. | NDC 59390-182-13 | to lubricate the eyes during anesthesia |
| Hamilton Needle/syringe Tip: 27 Gauge, Small Hub RN NDL, custum length (12mm), point style 3, 6/PK | Hamilton | 7803-01 | for intravitreal delivery of capsules |
| Hamilton Syringe: 2.5 µL, Model 62 RN SYR, NDL Sold Separately | Hamilton | 7632-01 | for intravitreal delivery of capsules |
| HEPES buffer, 1M | Fisher Bioreagents | BP299100 | |
| High voltage generator | ESD EMC Technology | ES813-D20 | |
| LIVE/DEAD Viability/Cytotoxicity Kit | Thermofisher Scientific | L3224 | |
| L-Ornithine hydrochloride, 99% | Alfa Aesar | A12111 | |
| Neomycin and Polymyxin B Sulfates and Dexamethasone Ophthalmolic Ointment | SANDOZ | NDC 61314-631-36 | antibiotic to prevent infection after intravitreal injection |
| Phenolephrine Hydrochloride Ophthalmolic Solution (2.5%) | Akorn | NDC 17478-201-15 | for pupil dilation |
| Sodium Chloride | Sigma | S-5886 | |
| Sterile syringe filters, 0.2 um | VWR | 28143-312 | |
| Syringe pump | GRASEBY | MS16A |
References
- Allen, T. M., Cullis, P. R. Drug delivery systems: entering the mainstream. Science. 303 (5665), 1818-1822 (2004).
- Tonnesen, H. H., Karlsen, J. Alginate in drug delivery systems. Drug Development and Industrial Pharmacy. 28 (6), 621-630 (2002).
- Vilos, C., Velasquez, L. A. Therapeutic strategies based on polymeric microparticles. Journal of Biomedical Biotechnology. 672760, (2012).
- Gasperini, L., Mano, J. F., Reis, R. L. Natural polymers for the microencapsulation of cells. Journal of the Royal Society Interface. 11 (100), 20140817 (2014).
- Gasper, D. P. R. . Novel strategy to produce a drug delivery system for skin regeneration. Uma nova estratégia para produzir um dispositivo para entrega de fármacos que será usado na regeneração da pele. , (2012).
- Huang, S., Fu, X. Naturally derived materials-based cell and drug delivery systems in skin regeneration. Journal of Controlled Release. 142 (2), 149-159 (2010).
- Nograles, N., Abdullah, S., Shamsudin, M. N., Billa, N., Rosli, R. Formation and characterization of pDNA-loaded alginate microspheres for oral administration in mice. Journal of Bioscience and Bioengineering. 113 (2), 133-140 (2012).
- Moore, K., Amos, J., Davis, J., Gourdie, R., Potts, J. D. Characterization of polymeric microcapsules containing a low molecular weight peptide for controlled release. Microscopy and Microanalysis. 19 (1), 213-226 (2013).
- Xu, Y., Skotak, M., Hanna, M. Electrospray encapsulation of water-soluble protein with polylactide. I. Effects of formulations and process on morphology and particle size. Journal of Microencapsulation. 23 (1), 69-78 (2006).
- Gryshkov, O., et al. Process engineering of high voltage alginate encapsulation of mesenchymal stem cells. Materials Science and Engineering: C. 36, 77-83 (2014).
- Thanos, C. G., et al. Sustained secretion of ciliary neurotrophic factor to the vitreous, using the encapsulated cell therapy-based NT-501 intraocular device. Tissue Engineering. (11-12), 1617-1622 (2004).
- Kauper, K., et al. Two-year intraocular delivery of ciliary neurotrophic factor by encapsulated cell technology implants in patients with chronic retinal degenerative diseases. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 53 (12), 7484-7491 (2012).
- Kauper, K., et al. Long term, sustained intraocular delivery of a VEGF antagonist using encapsulated cell technology implant for the treatment of choroidal neovascular diseases. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 53, 455 (2012).
- Annamalai, B., et al. Encapsulated Cell Technology-Based Delivery of a Complement Inhibitor Reduces Choroidal Neovascularization in a Mouse Model. Translational Visual Science Technology. 7 (2), 3 (2018).
- Alge, C. S., et al. Retinal Pigment Epithelium Is Protected Against Apoptosis by αB-Crystallin. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 43 (11), 3575-3582 (2002).
- Chiu, K., Chang, R. C., So, K. F. Intravitreous injection for establishing ocular diseases model. Journal of Visualized Experiments. (8), 313 (2007).
- Jove Science Education Database. Lab Animal Research. Anesthesia Induction and Maintenance. Journal of Visualized Experiments. , (2019).
- Holz, F. G., et al. Efficacy and Safety of Lampalizumab for Geographic Atrophy Due to Age-Related Macular Degeneration: Chroma and Spectri Phase 3 Randomized Clinical Trials. JAMA Ophthalmology. 136 (6), 666-677 (2018).
- Kassa, E., Ciulla, T. A., Hussain, R. M., Dugel, P. U. Complement inhibition as a therapeutic strategy in retinal disorders. Expert Opinion in Biological Therapy. 19 (4), 335-342 (2019).
- Cashman, S. M., Ramo, K., Kumar-Singh, R. A Non Membrane-Targeted Human Soluble CD59 Attenuates Choroidal Neovascularization in a Model of Age Related Macular Degeneration. PLoS ONE. 6 (4), e19078 (2011).
- Vincent, L., et al. Generation of combination PDGF / VEGF-antagonist ECT devices. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 54, 3290 (2013).
- Zhang, K., et al. Ciliary neurotrophic factor delivered by encapsulated cell intraocular implants for treatment of geographic atrophy in age-related macular degeneration. Proc Natl Acad Sci USA. 108 (15), 6241-6245 (2011).
- Chew, E. Y., et al. Ciliary neurotrophic factor for macular telangiectasia type 2: results from a phase 1 safety trial. American Journal of Ophthalmology. 159 (4), 659-666 (2015).
- Birch, D. G., et al. Randomized trial of ciliary neurotrophic factor delivered by encapsulated cell intraocular implants for retinitis pigmentosa. American Journal of Ophthalmology. 156 (2), 283-292 (2013).
