One Minute, Porphysomes Sub-Bir-Watt Fototermal Tümör Ablasyon, İçsel fonksiyonlu Nanovesicles
Summary
Biz böylece etkili fototermal tedavi ajanları işleyen, yapı-bağımlı floresan kendini söndürme ve benzersiz fototermal özelliklere sahip porphysomes denilen yeni içsel fonksiyonlu nanovesicles geliştirdi. Bu yüksek basınçlı ekstrüzyon porphysomes kullanılarak formüle edilebilir ve bir ksenograft tümör modelinde bunların fototermal tedavi etkinliğini araştırmıştır.
Abstract
Yakın zamanda doğal olarak, çok fonksiyonlu olarak nanovesicles porphysomes geliştirdi. Bir foto-, α pyropheophorbide, bir fosfolipide konjuge edilmiş ve daha sonra lipozoma benzer kesecikler küresel kendi kendine toplandı. Nedeniyle porfirin-lipid çift tabakası içinde porfirin son derece yüksek yoğunluğa, büyük porphysomes sönme katsayıları, yapı bağımlı floresans kendini söndürme ve mükemmel fototermal etkinliğini oluşturulur. Bizim formülasyonda, porphysomes yüksek basınçlı ekstrüzyon kullanılarak sentez edildi ve 120 nm civarında bir ortalama parçacık boyutuna gösterilir. Porphysomes yirmi dört saat sonrası, damar içine enjeksiyon, tümörün lokal sıcaklık hızlı bir şekilde 750 mW (1.18 W / cm 2), 671 nm lazer ışını bir dakika maruz kaldıktan sonra 62 ° C'ye 30 ° C artmıştır. , Tümörün komple bir ısı ablasyon sonra, oluşan ve iyileşmiş 2 hafta içinde, kontrol gruplarındaki tümörler büyümeye devam etti ve tüm tanımlanan en ulaştı eschars3 hafta içinde d noktasıdır. Bu veriler porphysomes kuvvetli fototermal tedavisi (PTT) ajanları olarak da kullanılabilir şeklini göstermektedir.
Introduction
Porphysomes multimodal görüntüleme ve tedavi 1 yeteneğine sahip son zamanlarda geliştirilen yeni çok fonksiyonlu nanovesicles vardır. Bunlar, kendi kendine toplanan porfirin çift tabakaları oluşturulur ve büyük sönüm katsayısı ve benzersiz yapısı bağımlı floresans kendini söndürme sonuçlar üretir (83 den fazla, 000/porphysome parçacık) porfirin son derece yüksek bir yoğunluğa, içerirler. Porphysomes iyi in vivo farmakokinetik ve biyolojik dağılım özellikleri vardır: sistemli uygulanmasından sonra 12 saat kadar bir kan yarı ömrü sergilemektedir ve pasif olarak 24 saat sonra enjeksiyon sonrası 2 7.5% ID / g ksenograft tümörlerinin birikir.
Onların eşsiz yapısı ve fizikokimyasal özellikleri multimodal görüntüleme ve görüntü kılavuzluğunda tedavi için porphysome iyi bir aday. Her şeyden önce, porfirin içeren porphysomes tümör birikimi 1 üzerine tümörlerin floresan görüntüleme için içsel olarak uygundurlar.Buna ek olarak, her bir porfirin, bu nedenle, kolay porphysomes PET görüntüleme 3 için bu tür 64Cu gibi radyoizotop ile etiketlenebilir kenetleme radyoizotoplar için sabit bir sitesi vardır. Porphysomes de eşsiz foto akustik görüntüleme ve PTT yeteneklerini sergilemek böylece porphysome yapısı, sağlam olduğunda Ayrıca, emilen ışık enerjisi lazer ışınlama maruz kalma altında termal dağıldı. Bu porphysomes intravenöz enjeksiyonundan sonra 24 saat, porphysome-birikmiş tümör Lazer ışını, hızlı bir sıcaklık artışı ve güçlü fototermal tümör ablasyon neden olduğu gösterilmiştir. Bu porphysomes altın nano partiküller (AuNPs) gibi yüksek ekstinksiyon katsayısı ile etkin fototermal arttırıcılar olduğu gösterilmiştir 1. Öte yandan, AuNPs dahil olmak üzere diğer inorganik fototermal maddeler ile karşılaştırıldığında, porphysomes nedeniyle organik doğası Biyogüvenlikle olağanüstü bir avantaj göstermektedir. Porphysomes enzimatik biyolojik olarak parçalanabilir ve minimal akut toksiklik neden1000 mg / kg 1 kadar yüksek dozda intravenöz farelerde y. Dahası, lipozomların benzer porphysomes büyük sulu çekirdek pasif ya da aktif olabilir terapötik ya da görüntüleme maddeleri ile yüklenir. Optik özellikleri ve porphysomes arasında biyouyumluluk biyofotonik görüntüleme ve tedavi için organik nanopartiküllerin multimodal potansiyel göstermektedir.
Bu yazıda, pyropheophorbide-lipid konjügatlarının sentezi yöntemi, üretim ve yüksek basınçlı ekstrüzyon kullanılarak porphysomes karakterizasyonu bir yöntem sunar. Fareler üzerindeki in vivo PTT tümörde porphysome etkin PTT etkinliğini göstermek için de yapılır bir subkütan ksenograft tümör modeli ile tedavisi.
Protocol
Representative Results
Discussion
Yüksek bir ilaç yükünü muhafaza ederken, ilaç verme teknolojilerin geliştirilmesi olarak, çok fonksiyonlu nanopartiküller ilaç verme aracın doğru izleme için geniş araştırmalar halen devam etmektedir. Porfirin yüklü lipozomlar, daha iyi farmakokinetik özellikler ve porfirin doğrudan uygulanması daha verimli teslimat için geliştirilmiştir, ancak engeller porfirin sınırlı yükleme miktarı ve plazma proteinlerine 5,6 lipozomlardan porfirin hızlı yeniden dağılımı dahil olmak üze…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma Prostat Kanseri Araştırma Prenses Margaret Hastanesi Vakfı, Ulusal Bilim ve Kanada'da, Sağlık Araştırma, Yenilik Kanada Vakfı için Kanada Enstitüsü Mühendislik Araştırma Konseyi ve Joey ve Toby Tanenbaum / Brezilya Topu Başkanı, tarafından desteklenen bir SUNY Araştırma Vakfı ve at Buffalo Üniversitesi'nden başlangıç desteği vermek.
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).
