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Article de méthode

Préparation et caractérisation de nouvelles nanoparticules imitant HDL pour l'encapsulation du facteur de croissance nerveuse

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DOI :

10.3791/55584

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22 mai 2017

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Dans cet article

Résumé

Une homogénéisation simple a été utilisée pour préparer des nanoparticules novatrices, à forte densité et à la lipoprotéine, à encapsuler le facteur de croissance nerveuse. Les défis, les protocoles détaillés pour la préparation des nanoparticules, la caractérisation in vitro et les études in vivo sont décrits dans cet article.

Résumé

L'objectif de cet article est d'introduire des méthodes de préparation et de caractérisation pour les nanoparticules de réduction des nanoparticules (NP) protégées par les facteurs de croissance nerveuse (NGF), à forte densité et à lipoprotéines (HDL). Les HDL sont des NP endogènes et ont été explorés comme des véhicules pour la délivrance d'agents thérapeutiques. Différentes méthodes ont été développées pour préparer les IPs mimés par HDL. Cependant, ils sont généralement compliqués, longs et difficiles à augmenter industriellement. Dans cette étude, l'homogénéisation en une étape a été utilisée pour mélanger les excipients et former les NP prototypes. Le NGF est une protéine hydrosoluble de 26 kDa. Pour faciliter l'encapsulation du NGF dans l'environnement lipidique des NPs mimant HDL, la protamine USP a été utilisée pour former un complexe de paire d'ions avec du NGF pour neutraliser les charges sur la surface de NGF. Le complexe NGF / protamine a ensuite été introduit dans les NP prototypes. L'apolipoprotéine AI a finalement été enduit à la surface des NP. NGF HDI-imitant NPs a montré des propriétés préférables en termeS de la taille des particules, de la distribution des tailles, de l'efficacité du piégeage, de la libération in vitro , de la bioactivité et de la biodistribution. Grâce à la conception minutieuse et à l'exploration de l'homogénéisation dans les NPs mimantant le HDL, la procédure a été grandement simplifiée et les NP ont été rendues évolutives. De plus, de nombreux défis, tels que la séparation du NGF déchargé des NP, la réalisation d'études fiables de libération in vitro et la mesure de la bioactivité des IP, ont été surmontés.

Introduction

Les macromolécules, telles que les protéines, les peptides et les acides nucléiques, sont devenues des médicaments prometteurs et ont attiré une attention considérable au cours des dernières décennies 1 , 2 . En raison de leur efficacité élevée et de leurs modes d'action spécifiques, ils présentent un excellent potentiel thérapeutique pour les traitements du cancer, des maladies immunitaires, du VIH et des affections apparentées 3 , 4 . Cependant, les propriétés physicochimiques, telles que leur grande taille moléculaire, leur structure tridimensi....

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Protocole

NOTE: Les études sur les animaux inclus dans toutes les procédures ont été approuvées par le Comité institutionnel pour les soins et l'utilisation des animaux au Centre des sciences de la santé de l'Université du Nord.

1. Préparation des Nanoparticules de NGF HDL-imitant

  1. Dissoudre les excipients, la phosphatidylcholine (PC), la sphingomyéline (SM), la phosphatidylsérine (PS), l'oléate de colesteryle (CO) et le succinate de D-α-tocopheryl polyéthylène glycol (TPGS), dans l'éthanol pour préparer des solutions stock à 1 mg / mL.
    NOTE: Les solutions stock ont ​​été réparties en aliquotes et stockées à -20 ° C. L'oléate de cho....

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Résultats

Le schéma d'ingénierie des particules de NGF revêtues d'alpha-tocophérol par HDL, préparé par une stratégie de paire d'ions, est illustré à la figure 1 . Pour neutraliser les charges de surface du NGF, la protamine USP a été utilisée comme agent d'une paire d'ions pour former un complexe avec du NGF. Pour protéger la bioactivité, les prototypes d'IP recombinants HDL ont été conçus, en utilisant d'abord l'homogénéisation; Ensuite, le comple.......

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Discussion

Dans cette étude, nous démontrons une méthode simple pour préparer les NP NP mimantant le HDL pour l'encapsulation de NGF. Divers systèmes de distribution de NP ont été étudiés pour délivrer des protéines. À l'heure actuelle, de nombreuses préparations NP nécessitent une dialyse, des précipitations au solvant et une hydratation du film. Ces processus sont généralement compliqués et difficiles à relever lors de l'extension. Au cours de ce développement de NP, il a été déterminé que les lipides avaient une for.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n'ont rien à dévoiler.

Remerciements

Ce travail a été soutenu par NIH R03 NS087322-01 à Dong, X.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Bêta-NGF humain recombinantCreative BiomartNGF-05H
L-&alpha ;-Phosphatidylcholine (PC)Avanti131601P95 %, Oeuf,
Sphingomyéline de poulet (SM)Avanti860062PCerveau,
Phosphatidylsérine porcine (PS)Avanti840032PCerveau, Oléate
cholestéryle porcin (CO)SigmaC9253
D-&alpha ;-Tocopheryl polyethylene glycol succinate (TPGS)BASF9002-96-4Vitamine E Polyéthylène glycol Succinate de
protamineSigmaP3369répond aux spécifications de test USP
Apolipoprotéine A1, Plasma humainAthènes Recherche & Technologie16-16-1201011 mg dans 671 & micro ; L 10 mM NH4HCO3, pH 7,4
Sepharose 4B-CLSigmaCL4B200Agarose réticulée, matériau de remplissage de colonne de chromatographie par filtration sur gel
Kit ELISA sandwich pour NGFR& Système DDY008
Sérum bovin AlbumineSigmaA2153
RPMI-1640 moyenGE Healthcare Life ScienceSH30096.02
Sérum de chevalGE Healthcare Life ScienceSH30074.03
Sérum fœtal bovinGibco10082147
PC12 cellulesATCCCRL-1721
Queue de rat collagène de type ISigmaC3867
Acétate de sodiumSigmaS2889
Chlorure de sodiumSigma31414
Triton X-100SigmaT8787
Fluorure de phénylméthanesulfonyle (PMSF)SigmaP7626
Chlorure de benzéthoniumSigmaB8879<
fort> NomEntrepriseNuméro de catalogueComments
Equipment
HomogénéisateurTekmarT 25-S1
Delsa Nano HC Analyseur de particulesBeckman-CoulterDelsa Nano HC
Float-A-Lyzer G2 Dispositif de dialyseSpectrum LaboratoriesG235036Molecule Cutoff 300 kDa
CentrifugeuseEppendoff5424R
Polytron homogénéisateurKinematicaPT 1200C
DecapiCone  ; Braintree Scientific Inc.DC-M200
de

Références

  1. Bruno, B. J., Miller, G. D., Lim, C. S. Basics and recent advances in peptide and protein drug delivery. Ther Deliv. 4 (11), 1443-1467 (2013).
  2. Mo, Z. C., Ren, K., Liu, X., Tang, Z. L., Yi, G. H. A high-density lipoprotein-mediated drug delivery system. Adv Drug Deliv Rev. ....

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