אנטיגנים מוגנים תאי דם אדומים פונקציונליים על ידי ההשתלה של ממברנה Polyglycerols Hyperbranched הקומפקטי
Summary
שינוי קרום התא של תאי דם אדומים (RBCs) עם polyglycerol hyperbranched (HPG) מוצג. RBCs השתנה התאפיינו מחיצות מימיות 2 שלב, שבריריות האוסמוטי ותמוגה משלים מתווכת. ההסוואה של חלבונים על פני שטח ואנטיגנים הוערכה באמצעות cytometry הזרימה ומערכת מייקר הקלדה (MTS) כרטיסי phenotyping דם.
Abstract
תא דם אדום עירוי (RBC) הוא חיוני לטיפול במספר בעיות אקוטיות וכרוניות רפואיות כגון תלסמיה ואנמיה חרמשית הגדול אנמיה 1-3. בשל הנוכחות של מספר רב של אנטיגנים על פני שטח RBC (~ 308 אנטיגנים ידועים 4), חולים בטיפול עירוי הדם הכרוני לפתח alloantibodies בשל ההתאמה מתגעגעת של אנטיגנים קטין על RBCs עירוי 4, 5. השתלה של פולימרים הידרופילי כגון פוליאתילן גליקול (PEG) וpolyglycerol hyperbranched (HPG) יוצרת שכבת הדרה על קרום RBC שמונעת את האינטראקציה של נוגדנים עם אנטיגנים על פני שטח מבלי להשפיע על המעבר של מולקולות קטנות כמו חמצן, גלוקוז, ויונים 3. בשלב הנוכחי אין שיטה זמינה עבור הדור של תאי תורם אוניברסליים דם אדומים בחלקו בגלל האתגר המרתיע הוצג על ידי הנוכחות של מספר רב של אנטיגנים (חלבונים ופחמימות המבוססות) על פני שטח RBC ודevelopment שיטות כאלה באופן משמעותי לשפר את בטיחות עירוי, ולשפר באופן דרמטי את הזמינות והשימוש בRBCs. בדוח זה, בניסויים המשמשים לפיתוח RBCs הפונקציונלי המוגן אנטיגן ידי קרום השתלת HPG ואפיונם מוצגים. HPGs מאוד הם ביולוגיים פולימרים 6 קומפקטיים, 7, והם צפויים להיות ממוקמים בתוך התא glycocalyx שמקיף את הקרום השומני 8, 9 ואנטיגנים מסכת RBC שטח 10, 11.
Protocol
Representative Results
Discussion
RBCs תורם האוניברסלי יש פוטנציאל גדול בשיפור הזמין דם ובטיחות לטיפול בעירוי דם. RBCs נחשב גם רכב משלוח סמים מבטיח בשל תפוצתם הארוכה וbiocompatibility הגלום 14, 15. ניסויים שהוצגו במאמר זה להעריך את המאפיינים במבחנה של HPG RBCs שונה. במבחנה ונכסים שבמחזור vivo של RBCs ש?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
מחקר זה מומן על ידי השירותים הקנדיים דם (למ"ס) והמכון הקנדי לקרן למדעי הבריאות (CIHR) מחקר שותפות. המחברים מודים לרכזת מקרומולקולה LMB בUBC המרכז למחקר דם לשימוש במתקני המחקר שלהם. מתקן התשתית נתמך על ידי קרן קנדה עבור חדשנות (CFI), ומייקל סמית הקרן לבריאות מחקר (MSFHR). ר 'Chapanian הוא מקבל (CIHR / מ"ס) מלגות דוקטורט במדע העירוי ומקבל מלגת מחקר MSFHR מתאמן פוסט דוקטורט. י"נ Kizhakkedathu הוא חתן פרס חוקר מלומד קריירה של MSFHR.
Materials
| Glycidol | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| Trimethylolpropane | Fluka | (ON, Canada) | |
| Potassium methylate | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| Anhydrous pyridine | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| 4-Dimethylaminopyridine | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| Succinic anhydride | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| Acetone | Fisher Scientific | (ON, Canada) | |
| Anhydrous dimethyl formamide | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| N-Hydroxysuccinimide | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| N,N’-Diisopropylcarbodiimide | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| MTS cards | Micro Typing System (MTS) cards (FL, USA) | ||
| Dextran 500 kDa | Pharmacia Fine Chemicals | (Sweden) | |
| PEG 8 kDa | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| FITC monoclonal anti-Rhesus D (RhD) | Quotient Biodiagnostics | (PA, USA) | |
| PE monoclonal anti-CD47 | BD Biosciences | (NJ, USA) | |
| Drabkin’s reagent | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| Table. Chemicals and reagents used for the grafting of HPG polymers to RBC membrane and their analysis. |
References
- Bradley, A. J., Murad, K. L., Regan, K. L., Scott, M. D. Biophysical consequences of linker chemistry and polymer size on stealth erythrocytes: size does matter. Biochim. Biophys. Acta. 1561 (2), 147-158 (2002).
- Murad, K. T., Mahany, K. L., Brugnara, C., Kuypers, F. A., Eaton, J. W., Scott, M. D. Structural and functional consequences of antigenic modulation of red blood cells with methoxypoly(ethylene glycol. Blood. 93 (6), 2121-2127 (1999).
- Scott, M. D., Murad, K. L., Koumpouras, F., Talbot, M., Eaton, J. W. Chemical camouflage of antigenic determinants: Stealth erythrocytes. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 94 (14), 7566-7571 (1997).
- Daniels, G., Reid, M. E. Blood groups: the past 50 years. Transfusion. 50 (2), 281-289 (2010).
- Murad, K. L., Gosselin, E. J., Eaton, J. W., Scott, M. D. Stealth cells: Prevention of major histocompatibility complex class II-mediated T-cell activation by cell surface modification. Blood. 94 (6), 2135-2141 (1999).
- Kainthan, R. K., Hester, S. R., Levin, E., Devine, D. V., Brooks, D. E. In vitro biological evaluation of high molecular weight hyperbranched polyglycerols. Biomaterials. 28 (31), 4581-4590 (2007).
- Kainthan, R. K., Janzen, J., Levin, E., Devine, D. V., Brooks, D. E. Biocompatibility testing of branched and linear polyglycidol. Biomacromolecules. 7 (3), 703-709 (2006).
- Chapanian, R., Constantinescu, I., Brooks, D. E., Scott, M. D., Kizhakkedathu, J. N. In vivo circulation, clearance, and biodistribution of polyglycerol grafted functional red blood cells. Biomaterials. 33 (10), 3047-3057 (2012).
- Chapanian, R., Constantinescu, I., Rossi, N. A. A., Medvedev, N., Brooks, D. E., Scott, M. D., Kizhakkedathu, J. N. Influence of polymer architecture on antigens Camouflage, CD47 protection and complement mediated lysis of surface grafted red blood cells. Biomaterials. 33 (31), 7871-7883 (2012).
- Rossi, N. A. A., Constantinescu, I., Brooks, D. E., Scott, M. D., Kizhakkedathu, J. N. Enhanced cell surface polymer grafting in concentrated and nonreactive aqueous polymer solutions. J. Am. Chem. Soc. 132 (10), 3423-3430 (2010).
- Rossi, N. A. A., Constantinescu, I., Kainthan, R. K., Brooks, D. E., Scott, M. D., Kizhakkedathu, J. N. Red blood cell membrane grafting of multi-functional hyperbranched polyglycerols. Biomaterials. 31 (14), 4167-4178 (2010).
- Muzykantov, V. R., Smirnov, M. D., Domogatsky, S. P. Hemolytic complement activity assay in microtitration plates. J. App. Biochem. 7 (3), 223-227 (1985).
- Walter, H., Brooks, D. E., Fisher, D. . Partitioning in aqueous two-phase systems: theory, methods, uses, and applications to biotechnology. , (1985).
- Rossi, L., Serafini, S., Pierige, F., Antonelli, A., Cerasi, A., Franternale, A., et al. Erythrocyte-based drug delivery. Expert Opin. Drug Deliv. 2 (2), 311-322 (2005).
- Walter, H., Krob, E. J., Brooks, D. E. Membrane surface properties other than charge involved in cell separation by partition in polymer, aqueous 2-phase systems. Biochimie. 15 (14), 2959-2964 (1976).
- Muzykantov, V. R., Murciano, J. C., Taylor, R. P., Atochina, E. N., Herraez, A. Regulation of the complement-mediated elimination of red blood cells modified with biotin and streptavidin. Anal Biochem. 241 (1), 109-119 (1996).
