دقيقة واحدة، ورم تذرية ضوحراري واحد وات الفرعية عن طريق Porphysomes، متعدد الوظائف الجوهرية Nanovesicles
Summary
وضعنا nanovesicles متعددة الوظائف الجوهرية رواية تسمى porphysomes، والتي تعتمد على بنية مضان التبريد الذاتي وخصائص فريدة من نوعها حراري ضوئي؛، وبالتالي تعمل كعوامل قوية العلاج حراري ضوئي؛. صغنا porphysomes باستخدام الضغط العالي وقذف بهم التحقيق فعالية العلاج حراري ضوئي؛ في نموذج الورم طعم أجنبي.
Abstract
وضعنا مؤخرا porphysomes كما nanovesicles متعددة الوظائف في جوهرها. A الضيائي، pyropheophorbide α، تم مترافق إلى فوسفورية ومن ثم تجميعها الذاتي لمثل الحويصلية حويصلات كروية. ويرجع ذلك إلى كثافة عالية للغاية من البورفيرين في طبقة ثنائية-البورفيرين الدهون، ولدت porphysomes معاملات كبيرة الانقراض، التي تعتمد على بنية مضان التبريد الذاتي، وحراري ضوئي؛ فعالية ممتازة. في صياغة لدينا، وتوليفها porphysomes باستخدام البثق الضغط العالي، وعرض متوسط حجم الجسيمات نحو 120 نانومتر. حقن أربع وعشرين ساعة بعد الوريد من porphysomes، ودرجة الحرارة المحلية الورم ارتفعت من 30 درجة مئوية إلى 62 درجة مئوية بسرعة عند التعرض دقيقة واحدة من 750 ميغاواط (1.18 واط / سم 2)، 671 نانومتر أشعة الليزر. بعد التذرية الحرارية كاملة من الورم، وشكلت eschars تلتئم في غضون 2 أسابيع، في حين واصلت الأورام في مجموعات المراقبة للنمو وصلت إلى تعريف كل حمامالنقطة د في غضون 3 أسابيع. هذه البيانات تظهر كيف يمكن استخدامها كعلاج porphysomes حراري ضوئي؛ قوية (PTT) وكلاء.
Introduction
Porphysomes هي nanovesicles متعددة الوظائف الرواية التي قمنا بتطويرها مؤخرا والتي هي قادرة على التصوير المتعدد الوسائط والعلاج 1. تتشكل من طبقات ثنائية أنها البورفيرين الذاتي تجميعها وتحتوي على كثافة عالية للغاية من البورفيرين (أكثر من 83، 000/porphysome الجسيمات)، والتي تولد معامل الانقراض كبيرة وفريدة من نوعها في النتائج التي تعتمد على بنية مضان التبريد الذاتي. Porphysomes دينا جيدة في الجسم الحي الدوائية وخصائص biodistribution: يعرضون دم نصف عمر 12 ساعة التالية إدارة منهجية، وسلبية تتراكم في الأورام طعم أجنبي مع 7.5٪ ID / ز في 24 ساعة بعد الحقن 2.
بنية فريدة من نوعها، والخصائص الفيزيائية جعل porphysome مرشح جيد للتصوير المتعدد الوسائط والعلاج الموجهة الصورة. في المقام الأول، التي تحتوي على البورفيرين، porphysomes هي مناسبة لجوهرها التصوير مضان من الأورام السرطانية على تراكم 1.بالإضافة إلى ذلك، كل البورفيرين لها موقع ثابت لمدة النظائر المشعة خالب، وبالتالي، porphysomes يمكن وصفها بسهولة مع النظائر المشعة مثل 64Cu للتصوير PET 3. علاوة على ذلك، وتبدد الطاقة الضوئية الممتصة حراريا تحت أشعة الليزر التعرض عندما porphysome بنية غير سليمة، لذلك porphysomes أيضا يحمل التصوير الضوئي فريدة وقدرات PTT. وقد تبين أن 24 ساعة بعد الحقن في الوريد من porphysomes، أشعة الليزر من ورم المتراكمة porphysome يسببها زيادة درجة الحرارة السريع والقوي حراري ضوئي؛ الورم الاجتثاث. أظهرت هذه القدرة هي التي porphysomes حراري ضوئي؛ كفاءة مع انقراض معامل عالية مثل جزيئات الذهب (AuNPs) 1. من ناحية أخرى، بالمقارنة مع غيرها من العوامل حراري ضوئي؛ غير العضوية، بما في ذلك AuNPs، تظهر porphysomes ميزة المعلقة في مجال السلامة الأحيائية نظرا لطبيعتها العضوية. Porphysomes هي قابلة للتحلل إنزيمي وحمل الحد الأدنى من السميه. nerves الحادذ في الفئران عن طريق الحقن بجرعات عالية مثل 1،000 ملغ / كغ 1. وعلاوة على ذلك، على غرار الجسيمات الشحمية، جوهر مائي كبير من porphysomes يمكن أن يكون سلبيا أو تحميلها بنشاط مع العوامل العلاجية أو التصوير. الخصائص البصرية وتوافق مع الحياة من porphysomes إثبات القدرة المتعدد الوسائط النانوية العضوية للتصوير biophotonic والعلاج.
في هذه الورقة، ونحن نقدم طريقة تركيب تقارن-pyropheophorbide الدهون، والتصنيع وطريقة توصيف porphysomes باستخدام البثق الضغط العالي. تتم في الجسم الحي PTT على الفئران وكذلك للتدليل على كفاءة تمكين porphysome PTT في الورم العلاج باستخدام طعم أجنبي تحت الجلد نموذج الورم.
Protocol
Representative Results
Discussion
في تطوير التكنولوجيات تسليم المخدرات، النانوية متعددة الوظائف ويجري حاليا تحقيقات واسعة لتتبع دقيق لسيارة تسليم المخدرات مع الحفاظ على حمولة المخدرات عالية. وقد وضعت الليبوزومات محملة البورفيرين لخصائص الدوائية أفضل وتسليم أكثر كفاءة من الإدارة المباشرة للالبور?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل من قبل مؤسسة الأميرة مارغريت مستشفى، والوطنية للعلوم والهندسة مجلس البحوث كندا، والمعهد الكندي للبحوث الصحية، والمؤسسة الكندية للابتكار، وجوي وتوبي تانينباوم / البرازيلي الكرة الرئيس في البروستاتا أبحاث السرطان، و منح من مؤسسة أبحاث جامعة ولاية نيويورك والدعم بدء التشغيل من جامعة بافالو.
Materials
| Name of Equipment | Company | Catalog Number | Comments (optional) |
| Rotary evaporator | Thermo-Savant | SPD131DDA | |
| Votex | Scientific Industries | SI-0236 | Model number: G560 |
| High pressure extruder | LIPEX, Northern Lipids Inc. | T.001 | 10 ml Thermobarrel Extruder |
| Heated bath circulators (Thermostatted circulator) | Thermo SCIENTIFIC | SC100-S5P | |
| Polycarbonate filters | Avanti Polar Lipids | 610005 | Pore size 100 nm, and membrane diameter 19 mm |
| Zetasizer | Malvern Instruments | ZS90 | |
| UV/Visible Spectrophototmeter | Varian Australia | Cary 50 Bio UV/ Visible Spectrophotometer | |
| Spectrofluorometer | HORIBA Scientific | FluoroMax-4 | |
| Transmission Electron Microscopy (TEM) | Hitachi | H-7000 | |
| Cell culture incubator | SANYO | MCO-18AIC | |
| Powermeter | Thorlabs | PM100D | with sensor S142C |
| 671nm Laser | LaserGlow Technologies | LRS-0671_PFN-02000-05 | S/N:10097270 |
| Infrared Thermometer | Mikroshot, LUMASENSE Technologies | 9102409 | |
| Laser protective eye goggles | LaserGlow Technologies | AGF6602XX | Optical Density: 1.5+ at 630-700 nm |
References
- Lovell, J. F., et al. Porphysome nanovesicles generated by porphyrin bilayers for use as multimodal biophotonic contrast agents. Nat. Mater. 10, 324-332 (2011).
- Lovell, J. F., et al. Enzymatic regioselection for the synthesis and biodegradation of porphysome nanovesicles. Angew Chem Int Ed Engl. 51, 2429-2433 (2012).
- Liu, T. W., MacDonald, T. D., Shi, J., Wilson, B. C., Zheng, G. Intrinsically Copper-64-Labeled Organic Nanoparticles as Radiotracers. Angewandte Chemie. , (2012).
- Zheng, G., et al. Low-density lipoprotein reconstituted by pyropheophorbide cholesteryl oleate as target-specific photosensitizer. Bioconjug Chem. 13, 392-396 (2002).
- Chen, B., Pogue, B. W., Hasan, T. Liposomal delivery of photosensitising agents. Expert Opin Drug Deliv. 2, 477-487 (2005).
- Jin, C. S., Zheng, G. Liposomal nanostructures for photosensitizer delivery. Lasers Surg Med. 43, 734-748 (2011).
- Olson, F., Hunt, C. A., Szoka, F. C., Vail, W. J., Papahadjopoulos, D. Preparation of liposomes of defined size distribution by extrusion through polycarbonate membranes. Biochim Biophys Acta. 557, 9-23 (1979).
- Berger, N., Sachse, A., Bender, J., Schubert, R., Brandl, M. Filter extrusion of liposomes using different devices: comparison of liposome size, encapsulation efficiency, and process characteristics. Int J Pharm. 223, 55-68 (2001).
- Jesorka, A., Orwar, O. Liposomes: technologies and analytical applications. Annu Rev Anal Chem (Palo Alto Calif). 1, 801-832 (2008).
- Lapinski, M. M., Castro-Forero, A., Greiner, A. J., Ofoli, R. Y., Blanchard, G. J. Comparison of liposomes formed by sonication and extrusion: rotational and translational diffusion of an embedded chromophore. Langmuir. 23, 11677-11683 (2007).
- Liu, D., Huang, L. Size Homogeneity of a Liposome Preparation is Crucial for Liposome Biodistribution In Vivo. Journal of Liposome Research. 2, 57-66 (1992).
- Zhang, Y., Lovell, J. F. Porphyrins as Theranostic Agents from Prehistoric to Modern Times. Theranostics. 2, 905-915 (2012).
