Yöntem makalesi

Polivinil Alkol Kaplı Tıbbi Cihazlara Terapötik Ajan Konjugasyonunun Validasyonu

879 görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/67358

⸱

29 Kasım 2024

 ,  , 
1Department of Surgery, LSU Health Shreveport, 2Department of Molecular and Cellular Physiology, LSU Health Shreveport

Bu makalede

Özet

Burada, protein terapötiklerini tıbbi cihazlara dökülen bir polivinil alkol zarına konjuge ederek tıbbi cihazların protein terapötikleriyle türetilmesi için bir protokol sunuyoruz. Protein bazlı terapötiklerin konjugasyonu, lokalize ve konsantre uygulamaya izin verir ve hedef dışı etkileri en aza indirirken dozlama için çok daha düşük ilaç miktarları gerektiren uygun maliyetli bir yaklaşımdır.

Özet

Protein bazlı terapötikler genellikle uygulama yolları ve onları etki bölgeleriyle sınırlayamamaları ile sınırlıdır. Geliştirdiğimiz yenilikçi bir yaklaşım, protein terapötiklerini tıbbi cihazlara kovalent olarak bağlamak ve bu ajanların amaçlanan etki alanlarına daha lokalize ve yüksek konsantrasyonlu bir şekilde verilmesine izin vermektir. Bu çalışma, glukagon benzeri peptit-2'nin (GLP-2) vajinal genleşme manşonu (VES) ve bağırsak genleşme manşonu (IES) cihazlarına klinik olarak anlamlı ve ölçülebilir miktarlarda kovalent olarak bağlanıp bağlanamayacağını değerlendirmeyi amaçlamaktadır.

Genleşme manşonları polivinil alkol (PVA) ile kaplandı ve GLP-2 gibi amin içeren terapötikleri bağlayabilen kimyasal olarak aktif bir yüzey oluşturmak için glutaraldehit/sülfürik asit buharı ile çapraz bağlandı. 250 μg, 100 μg, 50 μg, 25 μg ve 0 μg GLP-2'nin 24 oyuklu bir plakanın PVA kaplı kuyucuklarına bağlanmasıyla standart bir eğri oluşturuldu. Bir tavşan anti-GLP-2 antikoru ve ardından bir keçi anti-tavşan IgG alkalin fosfataz ikincil antikoru ve bir alkalin fosfataz mavi mikrokuyu substratı kullanılarak bir ELISA standardı oluşturuldu. Kolorimetri (620 nm'de sarıdan maviye), GLP-2'ye bağlı antikorların konsantrasyonu ile orantılıydı ve PVA kaplı manşonlar üzerindeki GLP-2'nin bağlı konsantrasyonunun hesaplanmasını sağladı. IES/VES cihazlarına 50 μg GLP-2 ilavesi, GLP-2'nin ortalama 22,69 ± 9,32 μg/cm2'sini harici bir IES/VES yüzey alanı (9,425cm2) ile bağlamıştır, bu da eklenen GLP-2'nin %44'ünün PVA kaplı IES/VES manşonları üzerinde hareketsiz hale getirildiğini gösterir.

Mevcut insan GLP-2 dozu 50 μg/Kg'dır. Her manşon 22 μg taşıdığından, bu, tek bir cihazdaki sistemik dozun yaklaşık% 44'üdür. Bu metodoloji, sistemik etkilerden kaçınırken, GLP-2 ilacının sistemik uygulamasıyla aynı etkiyi elde etmek için önemli ölçüde daha düşük dozlarda terapötik ajanların eklenmesini mümkün kılar.

Giriş

Enzimler, antikorlar, sitokinler, hormonlar ve büyüme faktörleri gibi protein bazlı terapötiklerin çeşitli hastalıkların tedavisinde oldukça etkili olduğu gösterilmiştir1. Bu terapötik ajanların nasıl sağlanacağına dair anlayışımızı geliştirirsek, bu maddeleri ilaç/tıbbi tedavi olarak uygulamak için biyoteknolojiyi önemli ölçüde ilerletebiliriz1. Protein terapötiklerinin etkinliği, biyolojik dağılımları, maliyetleri ve hedef dışı etkileri ile sınırlıdır. Protein terapötiklerinin farmakokinetiğini ve farmakodinamiğini geliştirmek için PEGilasyon, glikozilasyon, lipidasyon ve diğer proteinlerin füzyonu dahil olmak üzere çeşitli yaklaşımlar denenmiştir2. 'Hedeflenebilirlik' başka bir endişe kaynağıdır, çünkü mevcut protein terapötiklerinin çoğu birden fazla etki alanına sahiptir ve bu da hedef dışı etkilere neden olur. Spesifik olarak, bu ilaçların istenen bölgelere hedeflenmesi, gerekli terapötik dozu düşürebilir ve yan etkileri azaltabilir2. İlacın amaçlanan etki bölgesine verilmesi kısıtlanabilirse, bu ilaçların istenmeyen 'hedef dışı' yan etkilerini sınırlarken tedaviyi radikal bir şekilde iyileştirmek mümkün olabilir.

Şu anda, restenozu ve kardiyak kateterizasyondan sonra tekrar revaskülarizasyon ihtiyacını önlemeye yardımcı olmak için klopidogrel, vinkristin ve vinblastin içeren antiproliferatif bir ilaç kaplamasına sahip ilaç salınımlı stentler gibi terapötikler içeren çoklu tıbbi cihazlar kullanılmaktadır3. Ek olarak, üst sistem ürotelyal karsinomunun tedavisine yardımcı olmak için paklitaksel, doksorubisin, gemsitabin ve diğer antiproliferatif ajanları içeren biyolojik olarak parçalanabilen ilaç salınımlı üreteral stentler oluşturulmuştur4. Bu stentler bozuldukça, anti-tümör ilaçlar kontrollü bir şekilde lokal olarak salınır ve ek dozlamaya gerek kalmadan ilaç iletimi uzar4. Bu metodoloji, anti-tümör ilaçların amaçlanan etki bölgesinde uzun vadeli etkisine izin verirken, aynı zamanda sistemik maruziyet ihtiyacını önler, tümör olmayan hücreler üzerindeki ilaç etkisini sınırlar ve ilaç toksisitesini azaltır. Ayrıca, stentin biyolojik olarak parçalanabilir doğası, stent çıkarma prosedürüne olan ihtiyacı da önleyebilir4.

Kısa barsak sendromu (SBS), protein bazlı terapötiklerin kullanımının hastalarda önemli iyileşme gösterdiği başka bir durumdur5. SBS çeşitli mekanizmalarla ortaya çıkabilir, ancak yetersiz bağırsak uzunluğuna neden olarak malabsorpsiyon ve malnütrisyona neden olur. Glukagon benzeri peptit 2 (GLP-2) analogları gibi tedaviler, bu durumun cerrahi tedavisine geçmeden önce kullanılabilir5. Sistemik bir besin peptit hormonu olan insan GLP-2, distal ince bağırsakta ve kolonda L tipi endokrin hücreler tarafından üretilir. GLP-2, bağırsak kript hücrelerinin çoğalmasını indükler, hasarlı mukozanın onarımını destekler, bağırsak epitel hücrelerinin apoptozunu inhibe eder ve bağırsak kanlı beslemesini iyileştirir5. Teduglutide gibi GLP-2 analogları, doğal bağırsak adaptasyonunu arttırmaya yardımcı olmak için SBS tedavisi için 1 yaş ve üstü hastalar için onaylanmıştır6. Doğal olarak, bağırsak adaptasyonu yıllar alabilir ve emilim için yüzey alanını artırmak için bağırsak genişlemesi ile absorpsiyon süresini ve artan çapı artırmak için gecikmiş mide boşalmasına neden olur7. GLP-2 analogları, doğal GLP-2 ile aynı farmakolojik aktiviteye sahipken, daha kararlı bir yapıya sahipken, daha uzun bir yarı ömür ve hedef5'e daha güçlü afinite sağlar. Şu anda, teduglutidin yıllık maliyeti 295.000 $ 'dır ve hasta dozu günde 0.05 mg / kg'dır5. Teduglutide yan etkileri arasında mide bulantısı, kusma, ishal, karın ağrısı, kilo kaybı, gastrointestinal polipler ve mevcut tümörlerin büyümesinin artması yer alır5.

Daha önce, laboratuvarımız bir bağırsak genişletme manşonunun (IES) (Şekil 1) konuşlandırılmasının, bir aylık in vivo dağıtımdan sonra ex vivo olarak ince bağırsakta aninde %36,2'lik bir uzama ve ince bağırsakta %30,2'lik bir uzama üretebildiğini göstermiştir 6,8. Bu cihaz, parenteral nütrisyon bağımlılığını kısaltabilecek SBS hastaları için bir tedavi haline gelebilir. Terapötiklerin IES cihazına biyokonjuge etme yeteneği, cihaza bağırsak mukozal büyüme agonisti GLP-2 ekleyerek distraksiyon enterogenez kapasitesini daha da artırabilir. Polivinil alkol (PVA) membranları, PVA'nın suya çözülmesi, yapısal bir destek üzerine dökülmesi ve daha sonra katalizör olarak sülfürik asit9 kullanılarak glutaraldehit ile çapraz bağlanmasıyla hazırlanabilen hidrofilik polimerlerdir. Bu hidrojel nanopartiküllerin, ilaç difüzyonu, hidrojel matris şişmesi ve ilacın/matrisin10 kimyasal reaktivitesi yoluyla ilaç dağıtım sistemleri olarak potansiyele sahip olduğu gösterilmiştir. PVA, mükemmel biyouyumluluğu ve güvenliği nedeniyle insanlarda klinik kullanım için FDA onaylıdır11. PVA polimerizasyonu, biyokonjugasyona izin veren terminal gruplarıyla sonuçlanır12.

IES/VES cihazları 3 cm uzunluğunda, 9.425cm2 dış yüzey alanına sahip olup, PVA membranlar ile döküm yapabilmektedir. Bu PVA membranları, terapötik ajanların lokalize ve konsantre bir şekilde verilmesine izin vermek için GLP-2 ile biyokonjuge edilebilir. İlacın gerekli dozunu düşürmek ve sistemik uygulama ihtiyacını atlamak, tedavinin olumsuz saha dışı etkilerinden kaçınmak. Bu, daha az dozaj gerektirerek bu pahalı ilaçların maliyetini azaltmaya yardımcı olabilir ve ilacın gecikmeli salınımı, dozlama sıklığını azaltarak maliyetleri daha da düşürebilir. IES cihazının GLP-2 ile kaplanması, gerekli dozajları düşürebilir, hastaların paradan tasarruf etmesini sağlayabilir, sistemik uygulamadan kaçınabilir, tedavinin olumsuz etkilerini önleyebilir ve ilacın hedef bölgeye sürekli olarak verilmesini sağlayabilir. Bu rapor, GLP-2 gibi bir terapötik proteinin, hedef dışı etkilerden kaçınırken bu ilaçların yerel faydasını sağlamak için IES/VES cihazları gibi tıbbi cihazlara fizyolojik olarak anlamlı miktarlarda kovalent olarak ne ölçüde bağlanabileceğini değerlendirmektedir.

Protokol

NOT: Bölüm 1 ve 2 aynı anda tamamlanmıştır. PVA ile kaplama ve PVA membranının çapraz bağlanması, hem genleşme manşonları hem de 24 oyuklu plaka için aynı anda yapılmalıdır. Bu, her bir manşonun GLP-2 konsantrasyonunu hesaplamak için absorbansı kullanmak üzere 24 oyuklu plaka ile standart eğriyi oluşturmak için aynı anda hazır olmalarını sağlar.

1. GLP-2 kaplı IES ve VES cihazlarının oluşturulması

  1. 100 mL deiyonize suya 5 g PVA ekleyerek %5 PVA çözeltisini hazırlayın. Çözünmeye yardımcı olmak için bir ocak gözü üzerinde karıştırmayı düşünün. Daha sonra, 1 mL deiyonize suya 1 mg GLP-2 ekleyerek 1 mg / mL GLP-2 çözeltisini yapın.
  2. Bağırsak genişletme manşonlarını ve vajinal genleşme manşonlarını bir cam pipet üzerinde önceden sözleşmeli hale getirin, uçları önceden sözleşmeli manşonların etrafındaki cam pipete sıkıca oturacak şekilde kesilmiş plastik pipetlerle sabitleyin.
  3. Önceden sözleşmeli kılıfları küçük bir boya fırçası kullanarak önceden yapılmış %5 PVA ile boyayın. Bir kat PVA'yı boyadıktan sonra, manşonların oda sıcaklığında (RT) 10 dakika kurumasını bekleyin, ardından her manşonda toplam 5 PVA kat olacak şekilde başka bir kat boyayın.
  4. 5. kat kuruduktan sonra, RT'de çapraz bağlanmalarını sağlamak için önceden sözleşmeli manşonları bir kimyasal güvenlik başlığının altındaki bir kurutucuya yerleştirin. Buharların reaksiyona girmesi ve PVA membranlarını manşonlara çapraz bağlaması için desikatördeki açık beherleri ayırmak için 3 mL %25 glutaraldehit ve 3 mL %94-98 sülfürik asit ekleyerek çapraz bağlamayı başlatın.
  5. Manşonları haznede 48 saat çapraz bağladıktan sonra, hazneden çıkarın ve glutaraldehitin manşonlardan 15 dakika buharlaşmasına izin verin.
  6. Ardından, her bir manşona dikkatlice pipetleyerek 50 μL 1 mg / mL GLP-2 çözeltisi ekleyin. Önceden sözleşmeli manşonları cam pipetten çıkarmadan ve her bir manşonu 24 oyuklu plaka üzerindeki ilgili kuyucuğa eklemeden önce bunun RT'de 30 dakika kurumasını bekleyin.

2. GLP-2 kaplı 24 oyuklu plakanın oluşturulması

  1. GLP-2'nin standart eğrisini PVA'ya bağlamak için, 24 oyuklu bir plakanın kullanılması amaçlanan oyuklarının 18'inin dibine 50 μL% 5 PVA pipetleyin. IES ve VES cihazlarını tutmak için 6 kuyuyu boş bırakın (her cihaz türü için 3 tane).
  2. PVA tabakasının 24 oyuklu plaka üzerinde gece boyunca 120 °C'lik bir fırında kurumasına izin verin.
  3. PVA'nın RT'de 48 saat boyunca çapraz bağlanmasına izin vermek için 24 oyuklu plakayı bir kimyasal güvenlik başlığı altındaki bir desikatöre yerleştirin. Açık beherleri ayırmak için 3 mL %25 glutaraldehit ve 3 mL %94-98 sülfürik asit ekleyerek çapraz bağlamayı başlatın, böylece buharlar PVA'yı 24 oyuklu plakaya çapraz bağlamak için odanın içinde reaksiyona girebilir.
  4. 48 saat çapraz bağladıktan sonra, 24 oyuklu plakayı hazneden çıkarın ve glutaraldehitin plakadan 15 dakika buharlaşmasına izin verin.
  5. Daha sonra, etiketli kuyucuklarına 250 μL, 100 μL, 50 μL, 25 μL ve 0 μL 1 mg/mL GLP-2 çözeltisi ekleyerek bir konsantrasyon gradyanı yapın, her GLP-2 konsantrasyonu için 3 oyuklu 24 oyuklu plaka (250 μg, 100 μg, 50 μg, 25 μg ve 0 μg) ve her manşon tipi (IES ve VES) için 3 oyuk.

3. Standart eğri ve ayırt edici manşon GLP-2 konsantrasyonunun oluşturulması

  1. İlgili GLP-2 seyreltmeleri kuyucuklara eklendikten ve ilaç kaplı manşonlar kuyucuklara eklendikten sonra, ilaç bağlanmasının gerçekleşmesine izin vermek için plakayı gece boyunca 4 °C'de soğutun.
  2. Ertesi gün, her kuyucuğa 1 saat boyunca deiyonize su bloke edici solüsyon içinde 2 mL 1 mg / mL süt tozu ekleyin. Tıkandıktan sonra, her yıkamada 5 dakika boyunca her kuyuyu 3 kez PBS ile yıkayın.
  3. 50 mL deiyonize suya 40 μL tavşan anti-GLP-2 antikoru ekleyerek tavşan anti-GLP-2 antikor çözeltisini yapın. Daha sonra, 24 oyuklu plaka üzerindeki her bir oyuğa 2 mL tavşan GLP-2 antikor çözeltisi ekleyin ve gece boyunca 4 ° C'de soğutun.
  4. Primer antikor inkübasyonundan sonra, her yıkamada 5 dakika boyunca her bir kuyuyu 3 kez PBS ile yıkayın. 40 mL deiyonize suya 20 mL ikincil antikor ekleyerek keçi ikincil antikor çözeltisinde üretilen tavşan önleyici IgG alkalin fosfatazı yapın. Daha sonra, her bir oyuğa 2 mL ikincil antikor çözeltisi ekleyin ve RT'de 2 saat bekletin.
  5. İkincil antikor solüsyonunu aspire edin ve her birini 5 dakika boyunca başka bir 3x PBS yıkama ile yıkayın. Ardından, her bir oyuğa alkalin fosfataz mavi mikro kuyu substratını ekleyin.
  6. İkincil antikora konjuge edilmiş alkalin fosfatazın RT'de 20 dakika boyunca substrat ile reaksiyona girmesine izin verin. Reaksiyon ilerledikçe, çözeltinin renginin sarıdan maviye değişmesini izleyin.
  7. Her bir oyuktan 200 μL çözelti pipetleyerek reaksiyonu durdurun ve 24 oyuklu plaka ile aynı şekilde etiketlenmiş 96 oyuklu bir plakaya koyun. Reaktif, alkalin fosfataz enzimine konjuge PVA membranı ile 24 oyuklu plakadan çıkarıldıktan sonra, reaksiyon duracak ve renk değişmeyecektir.
  8. Standart eğriyi oluşturmak ve PVA kaplı manşonlar üzerindeki GLP-2 konsantrasyonunu hesaplamak için 620 nm dalga boyunda bir emicilik mikroplaka okuyucusu kullanarak 96 oyuklu plakayı okuyun.

Sonuçlar

Bu protokol, GLP-2'nin konjugasyonuna izin vermek için IES ve VES cihazlarının PVA ile kaplanmasını ve çapraz bağlanmasını açıklar. Şekil 2, her bir cihazdaki GLP-2 konsantrasyonunu belirlemek için oluşturulan standart eğriyi göstermektedir. Şekil 3, her bir IES ve VES cihazının GLP-2 konsantrasyonunu ve standart eğri için kullanılan kuyuların konsantrasyonunu göstermektedir. Manşonların ortalama GLP-2 konsantrasyonu 22.69 ± 9.32 μg/cm2 idi, bu da 23.7 μg/cm2 GLP-2 konsantrasyonuna sahip olan 24 oyuklu plakanın 50 μg'lık kuyucuklarına karşılık geliyordu. Bu, 50 μg GLP-2 ilavesinin, eklenen ilacın E'inin PVA kaplı tıbbi cihaza bağlı kalmasına neden olduğunu göstermektedir.

figure-results-1
Şekil 1: IES'nin konuşlandırılması. Bu grafik, sıçan modelinde bir bağırsak genişletme manşonunun in vivo olarak yerleştirilmesini göstermektedir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-2
Şekil 2: Standart eğri. Bu görüntü, aşağıdaki değerlere sahip bir çizgi grafiği kullanılarak oluşturulan standart eğriyi göstermektedir: Y = mx + b, Y = 620 nm'de absorbans, x = konsantrasyon, m = 0.0118, B = 0.0734,R2 = 0.966. 24 oyuklu plakanın yüzey alanı 1.93cm2'ydi ve GLP-2 konsantrasyonları sırasıyla 125.95 μg/cm2, 66.38 μg/cm2, 23.77 μg/cm2, 14.58 μg/cm2 ve 0.00 μg/cm2 sırasıyla 250 μg, 100 μg, 50 μg, 25 μg ve 0 μg kuyucuklar için. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-3
Şekil 3: Cihazlar ve ilgili kuyular için GLP-2 konsantrasyonu. Bu grafik, her bir IES ve VES cihazı için belirlenen konsantrasyonları ve standart eğriyi yapmak için kullanılan 24 kuyulu plakanın kuyularını göstermektedir. Her bir manşona 50 μg GLP-2 eklendikten sonra (9.425cm2 dış yüzey alanı), cihaza bağlanan GLP-2 miktarı 22.69 ± 9.32 μg/cm2 idi. Bu, standart eğrinin 50 μg'lık kuyusu için 23,7 μg/cm2'ye karşılık gelir. Bu kılıflara 50 μg GLP-2 eklenerek, eklenen ilacın E'i defalarca yıkandıktan sonra cihaza bağlandı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Tartışma

Burada, GLP-2 gibi protein bazlı terapötikleri PVA kaplı ve çapraz bağlı tıbbi cihazlara bağlamak için bir metodoloji sunuyoruz. Bağlı GLP-2'nin konsantrasyonu, tavşan anti-GLP-2 antikoru, keçi anti-tavşan IgG alkalin fosfataz ve alkalin fosfataz mavi mikrokuyu substratının eklenmesiyle PVA kaplı 24 oyuklu plakalar üzerinde standart bir GLP-2 konsantrasyon eğrisinin oluşturulmasıyla belirlendi. Bir alkalin fosfataz enzimine konjuge edilen ikincil antikor, sarı renkte başlayan bir alkalin fosfataz mavi mikrokuyu substratının eklenmesine izin verdi ve GLP-2 antikoruna bağlı alkalin fosfataz substrat ile reaksiyona girdiğinde maviye döner. Bu renk değişimi, Şekil 2'deki standart eğriyi oluşturmak ve GLP-2'ye bağlı IES ve VES cihazlarının absorpsiyonlarını kullanarak uyumunu hesaplamak için 620 nm'lik bir absorbansta okunur. PVA kaplı bu cihazlara 50 μg GLP-2 ilave edildikten sonra, eklenen ilacın %45'i cihaza bağlanmıştır.

Bu protokolde kritik adım çapraz bağlama adımıdır. PVA kaplı tıbbi cihazlar, %25 glutaraldehit ve %94-98 sülfürik asit buharlarının PVA'yı cihazlara çapraz bağlamasına izin vermek için hava geçirmez bir odada 48 saatten fazla süre gerektirir. Bu çapraz bağlama, reaktif gruplara sahip PVA membranının, hedeflenen ilaç dağıtımı için protein bazlı terapötikleri bağlamak için stabil bir biyoreaktif yüzey olmasını sağlar. 5 kat kullanımı ampirik olarak belirlendi, çünkü 1-2 kat 1 saat, 3 kat 24 saat yeniden genişleme ile sonuçlandı ve cihazın bağırsak ve vajinal genişleme için zaman içinde dikkat dağıtıcı bir kuvvet sağlamak üzere yeniden genişlemesinin birkaç gün sürmesini diledik. 9.425cm2'lik bir yüzey alanına sahip olan IES ve VES cihazları, küçük boyutlarına kıyasla büyük miktarda terapötik ajanı biyokonjuge etme potansiyeline sahiptir. Çapraz bağlama adımı başarısız olursa, PVA membranının stabilitesi azalır ve Şekil 3'te IES 2 tarafından görüldüğü gibi biyokonjuge terapötikleri tutma yeteneği azalır.

PVA kaplı tıbbi cihazlara kovalent olarak bağlanan protein bazlı terapötikler, bu ajanların ilgilenilen bölgelere lokalize ve konsantre bir şekilde verilmesine izin verirken, aynı zamanda sistemik uygulamadan ve buna bağlı maliyet ve hedef dışı etkilerden kaçınır. Şu anda, tüm hastalar için tipik Teduglutide dozu günde 50 μg / kg'dır13. Her manşon 22 μg/cm2 taşıdığından, bu tek bir cihazdaki sistemik dozun yaklaşık% 44'üdür. 9.425cm2'lik bir dış yüzey alanına sahip olan bu manşonlar, 213.85 μg GLP-2'nin lokalize iletimini gerçekleştirebilir. Bu, sistemik olandan 4.3 kat daha yüksek bir dozdur ve ilgilenilen alana lokalizedir. Hedeflenebilirlik, sistemik uygulama ihtiyacını atlayarak ilacın daha azının kullanılmasına izin verir. Şu anda, yıllık teduglutide tedavisi, günlük 50 μg / kg dozu için 295.000 $ 'a mal olmaktadır5. Teduglutid'i manşona konjuge ederek, gereken ilaç dozu azaltılmalı ve sistemik yan etkiler en aza indirilmelidir. Teduglutidin yaygın yan etkileri arasında karın ağrısı (% 28), enjeksiyon bölgesinde reaksiyon (% 26), mide bulantısı (% 26), karın şişliği (% 17), baş ağrısı (% 16) ve kusma (% 14) bulunur 13.

Bu çalışmanın bir sınırlaması, GLP-2'nin biyokonjuge PVA kaplı tıbbi cihazdan zaman salınımının farmakodinamik ve farmakokinetiğidir. Mevcut çalışma, GLP-2'nin çapraz bağlı PVA cihazlarına bağlanabileceğini belgelemiştir, ancak ilacın PVA membranından salınmadan önce ne kadar süre bağlı kaldığı ve GLP-2'nin implantasyon bölgesinden toplam salınımının derecesi hakkında henüz bilgiye sahip değiliz. Birkaç yıkama adımından sonra GLP-2'nin cihaza bağlı kaldığını biliyoruz, ancak cihaza konjugasyonun derecesi ve bunun salınımı nasıl etkileyeceği bilinmemektedir. Gelecekteki çalışmalarda, kalan GLP-2'yi ölçmek için in vivo implantasyondan sonra bu cihazları farklı zamanlarda in vivo salınımı modellemek veya geri kazanmak için biyosıvılarda depolanan IES ve VES'ten süpernatantlardaki salınımı ölçebiliriz. Ek olarak, pH, sıcaklık ve nem gibi herhangi bir faktörün ilacın stabilitesini ve cihazdan salım oranını etkileyip etkilemediğini ölçmeyi planlıyoruz. Gelecekteki deneyler, biyokonjuge bir PVA manşonunun implante edilmesiyle ve konuşlandırma sonrası farklı zamanlarda ve farklı ayarlanmış koşullar altında manşonu çevreleyen ilaç konsantrasyonunun ölçülmesiyle bunu belirleyecektir. PVA kaplı manşonun farmakodinamiğini bilmeden, lokalize GLP-2 dozlamasının tipik sistemik dozlama ile nasıl karşılaştırılacağını belirleyemiyoruz. Ayrıca, PVA kaplı manşonların maksimum bağlama kapasitesi hala bilinmemektedir. 50 μg eklendikten sonra eklenen ilacın %45'inin kılıfa bağlı kaldığı tespit edildi. Bu, maksimum bağlama kapasitesini zaten aştığımız anlamına gelebilir. Bu cihazların gerçek maksimum bağlanma kapasitesini ve değişen dozlarla salım oranını belirlemek için her bir manşona farklı konsantrasyonlarda GLP-2 ekleyen gelecekteki çalışmalar garanti edilmektedir.

Burada, PVA kaplı tıbbi cihazlarımıza terapötik konjugasyon kabiliyetini doğruluyoruz. Sonuçlar, eklenen GLP-2'nin %44'ünün IES ve VES cihazlarına kovalent olarak bağlandığını ve GLP-2 gibi protein bazlı terapötiklerin yüksek konsantrasyonlu ve lokal olarak verilmesine izin verdiğini göstermektedir. Lokalize ilaç dağıtımı, tedavi maliyetlerini düşürmeye, erişilebilirliği artırmaya ve yan etkileri azaltmaya yardımcı olacaktır. Bu metodoloji, yerel ilaç dağıtımını geliştirmek ve tedavi sonuçlarını iyileştirmek için yüzlerce mevcut protein bazlı terapötik için kullanılabilir.

Açıklamalar

Jonathan Steven Alexander ve Christen J. Boyer, 3D baskılı polivinil alkol tıbbi cihazları ve aktivasyon yöntemleri (2017) patent US10537659B2 sahiptir. Kalan yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.

Teşekkürler

Bu araştırma, Cerrahi Bölümü John C. McDonald Sandalye Fonu aracılığıyla R. Keith White, MD tarafından finanse edildi, W. Reid Grimes, MD, Cerrahi Bölümü Whitney Boggs Bağış Profesörlük Fonu ve LSU LIFT2 hibesi, HSCS-2022-LIFT-002 aracılığıyla finanse edildi.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Anti-Tavşan IgG (bütün molekül) – Keçide üretilen peroksidaz antikoruSigma-AldrichA0545-1ML
BluePhos Microwell Substrat KitiSera Care5120-0059
GenClone 25-107, 24 Kuyulu Hücre Kültürü Plakaları Düz Tabanlı Kuyular, TC Muameleli, 100 Plaka/BirimGenesee Scientific 25-107
GLP-2 Rekombinant Tavşan Monoklonal Antikoru (3K3P5)İnvitrojen MA5-42869
Glukagon benzeri Peptit-2 (GLP-2) (1-33), sıçanEchelon Biosciences195262-56-7
Gluteraldehit, %25 SuluÇözelti Sigma-Aldrich111-30-8
Nalgene Polipropilen KurutucuStopcock ThermoFisher Scientific5310-0250
ile Poli (vinil alkol)Sigma-Aldrich9002-89-5
Sülfürik Asit (TraceMetal Grade), Fisher ChemicalFischer ScientificA510-P212
,

Kaynaklar

  1. Conner, K. P., Devanaboyina, S. C., Thomas, V. A., Rock, D. A. The biodistribution of therapeutic proteins: Mechanism, implications for pharmacokinetics, and methods of evaluation. Pharmacol Ther. 212, 107574(2020).
  2. Ebrahimi, S. B., Samanta, D. Engineering protein-based therapeutics through structural and chemical design. Nat Commun. 14 (1), 2411(2023).
  3. Senst, B., Goyal, A., Basit, H., Borger, J. Drug Eluting Stent Compounds. , StatPearls Pubs. Treasure Island, FL. (2024).
  4. Shan, H., et al. Advances in drug delivery via biodegradable ureteral stent for the treatment of upper tract urothelial carcinoma. Front Pharmacol. 11, 224(2020).
  5. Zhu, C., Li, Y. An updated overview of glucagon-like peptide-2 analog trophic therapy for short bowel syndrome in adults. J Int Med Res. 50 (3), 3000605221086145(2022).
  6. Clayton, S., et al. Self-expanding intestinal expansion sleeves (IES) for short gut syndrome. Pediatr Surg Int. 38 (1), 75-81 (2022).
  7. Rosete, B. E., Wendel, D., Horslen, S. P. Teduglutide for pediatric short bowel syndrome patients. Expert Rev Gastroenterol Hepatol. 15 (7), 727-733 (2021).
  8. Novel Intestinal Expansion Sleeve (IES): promoting distraction enterogenesis in a live animal model. Colvin, J. C., et al. 39th Southern Biomedical Engineering Conference, , (2023).
  9. Kim, K. J., Lee, S. B., Han, N. W. Kinetics of crosslinking reaction of PVA membrane with glutaraldehyde. Korean J Chem Eng. 11 (1), 41-47 (1994).
  10. Hamidi, M., Azadi, A., Rafiei, P. Hydrogel nanoparticles in drug delivery. Adv Drug Deliv Rev. 60 (15), 1638-1649 (2008).
  11. Chong, S. F., Smith, A. A., Zelikin, A. N. Microstructured, functional PVA hydrogels through bioconjugation with oligopeptides under physiological conditions. Small. 9 (6), 942-950 (2013).
  12. Jensen, B. E., Dávila, I., Zelikin, A. N. Poly(vinyl alcohol) physical hydrogels: Matrix-mediated drug delivery using spontaneously eroding substrate. J Phys Chem B. 120 (26), 5916-5926 (2016).
  13. Teduglutide for short bowel syndrome. Aust Prescr. 43 (2), 72-73 (2020).

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

Polivinil Alkol KaplamaProtein Tabanlı TerapötiklerGlukagon Benzeri Peptit-2Genişleme Kollu CihazlarKovalent İlaç BağlanmasıELISA KolorimetrisiÇapraz Bağlanma ReaksiyonuLokalize İlaç SalınımıTıbbi Cihaz Kaplaması
Polivinil Alkol Kaplı Tıbbi Cihazlara Terapötik Ajan Konjugasyonunun Validasyonu
Bize Ulaşın
Kütüphaneye Öner

Gizlilik

Kullanım Koşulları

Politikalar

Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.