तीन पूरक विधियों का उपयोग करके अपरा-लक्षित औषध सुपुर्दगी की प्रभावशीलता और सुरक्षा का व्यापक मूल्यांकन
Summary
हम एक प्रणाली है कि अपरा-लक्षित दवा वितरण की सुरक्षा और प्रभावशीलता का मूल्यांकन करने के लिए तीन तरीकों का उपयोग का वर्णन: vivo इमेजिंग में nanoparticle संचय, उच्च आवृत्ति अल्ट्रासाउंड अपरा और भ्रूण के विकास की निगरानी करने के लिए निगरानी करने के लिए , और ऊतक के लिए दवा वितरण यों तो HPLC ।
Abstract
कोई प्रभावी उपचार वर्तमान में अपरा-संबद्ध गर्भावस्था जटिलताओं के लिए मौजूद है, और अपरा के लिए दवाओं के लक्षित वितरण के लिए रणनीति विकसित करते हुए भ्रूण और मातृ पक्ष प्रभाव को कम करने के चुनौतीपूर्ण रहता है । लक्षित nanoparticle वाहक अपरा विकारों के इलाज के लिए नए अवसर प्रदान करते हैं । हम हाल ही में प्रदर्शित किया है कि एक सिंथेटिक अपरा chondroitin सल्फेट एक बाध्यकारी पेप्टाइड (plCSA-बीपी) नैनोकणों को अपरा के लिए दवाओं देने के लिए गाइड किया जा सकता है । इस प्रोटोकॉल में, हम विस्तार से अपरा में दवा वितरण की दक्षता का आकलन करने के लिए एक प्रणाली का वर्णन plCSA-BP कि तीन अलग संयोजन में इस्तेमाल किया तरीकों को रोजगार: vivo इमेजिंग में , उच्च आवृत्ति अल्ट्रासाउंड (HFUS), और उच्च प्रदर्शन लिक्विड क्रोमैटोग्राफी (HPLC) । vivo इमेजिंग में प्रयोग, plCSA-बीपी-निर्देशित नैनोकणों रहते जानवरों की अपरा में कल्पना कर रहे थे, जबकि HFUS और HPLC का प्रदर्शन किया है कि plCSA-बीपी-संयुग्मित नैनोकणों कुशलता से और विशेष रूप से अपरा को methotrexate दिया । इस प्रकार, इन तरीकों का एक संयोजन अपरा और कई गर्भावस्था जटिलताओं के लिए नए उपचार रणनीतियों के विकास के लिए दवाओं के लक्षित वितरण के लिए एक प्रभावी उपकरण के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है ।
Introduction
अपरा-मध्यस्थता गर्भावस्था जटिलताओं, पूर्व प्रसवाक्षेप सहित, गर्भावस्था हानि, अपरा अचानक और छोटे गर्भावधि आयु (SGA), आम और पर्याप्त भ्रूण और मातृ रुग्णता और मृत्यु के लिए नेतृत्व कर रहे हैं1,2, 3, और बहुत कुछ दवाओं के लिए कारगर साबित किया गया है गर्भावस्था विकारों4,5के इलाज के लिए । गर्भावस्था के दौरान अधिक चयनात्मक और सुरक्षित अपरा-लक्षित दवा वितरण के लिए रणनीतियों का विकास आधुनिक ड्रग थेरेपी में चुनौतीपूर्ण रहता है ।
हाल के वर्षों में, कई रिपोर्टों uteroplacental ऊतकों को दवाओं के लक्षित वितरण में पेप्टाइड्स या अपरा-लक्षित उपकरणों के रूप में एंटीबॉडी के साथ कोटिंग नैनोकणों द्वारा ध्यान केंद्रित किया है । इनमें एंटी-एपिडर्मल ग्रोथ फैक्टर रिसेप्टर (EGFR)6 एंटीबॉडी, ट्यूमर-होमिंग पेप्टाइड्स (CGKRK और iRGD)7, अपरा-लक्षित पेप्टाइड्स8, अपरा vasculature-लक्षित पेप्टाइड्स9 और एंटीबॉडी के खिलाफ शामिल हैं ऑक्सीटोसिन रिसेप्टर१०.
यहां, हम है कि एक सिंथेटिक अपरा chondroitin सल्फेट एक बाध्यकारी पेप्टाइड (plCSA-बीपी) नैनोकणों के लक्षित प्रसव के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है और उनकी दवा पेलोड अपरा11को प्रदर्शित करता है । plCSA-BP-मार्गदर्शन नैनोकणों रिपोर्ट uteroplacental लक्ष्यीकरण विधियों के पूरक है क्योंकि वे अपरा trophoblast को लक्षित करते हैं ।
एक गैर इनवेसिव विधि के रूप में, vivo इमेजिंग में 12चूहों में अपरा-विशिष्ट जीन अभिव्यक्ति की निगरानी करने के लिए इस्तेमाल किया गया है, और indocyanine ग्रीन (ICG) व्यापक रूप से प्रतिदीप्ति इमेजिंग सिस्टम13का उपयोग कर नैनोकणों ट्रैक करने के लिए इस्तेमाल किया गया है, 14,15. इस प्रकार, हम नसों में plCSA-बीपी-संयुग्मित नैनोकणों ICG (plCSA-INPs) के साथ भरी हुई एक plCSA INP के साथ गर्भवती चूहों में प्रतिदीप्ति-imager वितरण कल्पना इंजेक्शन । हम तो नसों में methotrexate (MTX) इंजेक्शन-गर्भवती चूहों में plCSA-एनपीएस लोड । उच्च आवृत्ति अल्ट्रासाउंड (HFUS), एक और गैर इनवेसिव, वास्तविक समय इमेजिंग उपकरण16,17 चूहों में भ्रूण और अपरा विकास की निगरानी करने के लिए इस्तेमाल किया गया था. अंत में, हम नाल और भ्रूण में MTX वितरण यों तो उच्च प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी (HPLC) का इस्तेमाल किया ।
इस प्रोटोकॉल में, हम विस्तार में वर्णन तीन विधि प्रणाली plCSA-बीपी-निर्देशित nanocarriers द्वारा अपरा-लक्षित दवा वितरण की दक्षता का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया ।
Protocol
Representative Results
Discussion
इस पांडुलिपि में, हम निर्धारित करने के लिए एक तीन विधि प्रणाली रूपरेखा कि क्या plCSA-बीपी-निर्देशित नैनोकणों अपरा को दवाओं के वितरण को लक्षित करने के लिए एक कुशल उपकरण हैं । vivo इमेजिंग में का उपयोग करने ?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
यह काम राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (८१७७१६१७) और गुआंग्डोंग प्रांत (2016A030313178) के प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन से अनुदान द्वारा समर्थित किया गया X.F. को संमानित किया; शेन्ज़ेन आधारभूत अनुसंधान निधि (JCYJ20170413165233512) से एक अनुदान X. F को संमानित किया गया; और Eunice कैनेडी श्राइवर राष्ट्रीय बाल स्वास्थ्य और स्वास्थ्य के राष्ट्रीय संस्थानों के मानव विकास संस्थान पुरस्कार संख्या R01HD088549 के तहत (सामग्री केवल लेखकों की जिंमेदारी है और जरूरी नहीं कि अधिकारी का प्रतिनिधित्व स्वास्थ्य के राष्ट्रीय संस्थानों के विचार) को N.N.
Materials
| CD-1 mice | Beijing Vital River | 201 | Female (8-12 week) |
| Insulin syringe | BD | 328421 | for IV injection |
| Ethanol absolute | Sinopharm Chemical | 10009218 | for nanoparticles synthesis |
| Soybean lecithin | Avanti Polar Lipids | 441601 | for nanoparticles synthesis |
| DSPE-PEG-COOH | Avanti Polar Lipids | 880125 | for nanoparticles synthesis |
| PLGA | Sigma-Aldrich | 719897 | for nanoparticles synthesis |
| Ultrasonic processor | Sonics | VCX130 | for nanoparticles synthesis |
| Methotrexate (MTX) | Sigma-Aldrich | V900324 | for nanoparticles synthesis |
| Indocyanine green (ICG) | Sigma-Aldrich | 1340009 | for in vivo imaging |
| phosphate-buffered saline (PBS) | Hyclone | SH30028.01 | |
| IVIS spectrum instrument | Perkin Elmer | for in vivo imaging | |
| Ultrasound transmission gel | Guanggong | ZC4252418 | for ultrasound imaging |
| Isoflurane | Lunan Pharmaceutical | I0040 | for maintain the anesthesia |
| Depilatory cream | Nair | TMG001 | for removing fur |
| 40 MHz transducer | VisualSonics | MS550S | for ultrasound imaging |
| High-frequency ultrasound imaging system | VisualSonics | Vevo2100 | for ultrasound imaging |
| Avertin | Sigma-Aldrich | T48402 | for anesthesia |
| Syringe pump | Mindray | SK-500III | forcardiac perfusion |
| 0.9% saline solution | Meilunbio | MA0083 | forcardiac perfusion |
| 1.5 mL Polypropylene tubes | AXYGEN | MCT-150-C | |
| -80 °C freezer | Thermo Fisher Scientific | 88600V | |
| Centriguge | Cence | H1650R | |
| Perchloric acid | Sigma-Aldrich | 311421 | for precipitating protein |
| Homogenizer | SCIENTZ | SCIENTZ-48 | for homogenizing tissue |
| Syringe filter (0.45 μm) | Millipore | SLHV033RS01 | |
| Sodium hydroxide | Sinopharm Chemical | 10019763 | for solving MTX |
| HPLC vials | Waters | 670650620 | for HPLC |
| Potassium phosphate dibasic | Sinopharm Chemical | 20032117 | for HPLC |
| Acetonitrile | JKchemical | 932537 | for HPLC |
| C18 column | Waters | 186003966 | for HPLC |
| HPLC system | Shimadzu | for HPLC |
References
- Rodger, M. A., et al. The Association of Factor V Leiden and Prothrombin Gene Mutation and Placenta-Mediated Pregnancy Complications: A Systematic Review and Meta-analysis of Prospective Cohort Studies. PLOS Medicine. 7 (6), e1000292 (2010).
- Rodger, M. A., et al. Inherited thrombophilia and pregnancy complications revisited. Obstetrics & Gynecology. 112 (2 Pt 1), 320-324 (2008).
- Brenner, B., Aharon, A. Thrombophilia and adverse pregnancy outcome. Clinics in Perinatology. 34 (4), 527-541 (2007).
- Fisk, N. M., McKee, M., Atun, R. Relative and absolute addressability of global disease burden in maternal and perinatal health by investment in R&D. Tropical Medicine & International Health. 16 (6), 662-668 (2011).
- Fisk, N. M., Atun, R. Market failure and the poverty of new drugs in maternal health. PLOS Medicine. 5 (1), e22 (2008).
- Kaitu’u-Lino, T. u. J., et al. Targeted nanoparticle delivery of doxorubicin into placental tissues to treat ectopic pregnancies. Endocrinology. 154 (2), 911-919 (2013).
- King, A., et al. Tumor-homing peptides as tools for targeted delivery of payloads to the placenta. Science Advances. 2 (5), e1600349 (2016).
- Beards, F., Jones, L. E., Charnock, J., Forbes, K., Harris, L. K. Placental Homing Peptide-microRNA Inhibitor Conjugates for Targeted Enhancement of Intrinsic Placental Growth Signaling. Theranostics. 7 (11), 2940-2955 (2017).
- Cureton, N., et al. Selective Targeting of a Novel Vasodilator to the Uterine Vasculature to Treat Impaired Uteroplacental Perfusion in Pregnancy. Theranostics. 7 (15), 3715-3731 (2017).
- Paul, J. W., et al. Drug delivery to the human and mouse uterus using immunoliposomes targeted to the oxytocin receptor. American Journal of Obstetrics and Gynecology. 216 (3), e281-e283 (2017).
- Zhang, B., et al. Placenta-specific drug delivery by trophoblast-targeted nanoparticles in mice. Theranostics. 8 (10), 2765-2781 (2018).
- Fan, X., et al. Noninvasive monitoring of placenta-specific transgene expression by bioluminescence imaging. PloS One. 6 (1), e16348 (2011).
- Murata, M., Tahara, K., Takeuchi, H. Real-time in vivo imaging of surface-modified liposomes to evaluate their behavior after pulmonary administration. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 86 (1), 115-119 (2014).
- Ito, A., et al. New whole-body multimodality imaging of gastric cancer peritoneal metastasis combining fluorescence imaging with ICG-labeled antibody and MRI in mice. Gastric Cancer. 17 (3), 497-507 (2014).
- Mazza, M., et al. Liposome-Indocyanine Green Nanoprobes for Optical Labeling and Tracking of Human Mesenchymal Stem Cells Post-Transplantation In Vivo. Advanced Healthcare Materials. 6 (21), (2017).
- Greco, A., et al. High frequency ultrasound for in vivo pregnancy diagnosis and staging of placental and fetal development in mice. PloS One. 8 (10), e77205 (2013).
- Spurney, C. F., Leatherbury, L., Lo, C. W. High-frequency ultrasound database profiling growth, development, and cardiovascular function in C57BL/6J mouse fetuses. Journal of the American Society of Echocardiography. 17 (8), 893-900 (2004).
- Zhang, B., et al. Synthesis and characterization of placental chondroitin sulfate A (plCSA) -targeting lipid-polymer nanoparticles. Journal of Visualized Experiments. , (2018).
- Devraj, K., Guerit, S., Macas, J., Reiss, Y. An In Vivo Blood-brain Barrier Permeability Assay in Mice Using Fluorescently Labeled Tracers. Journal of Visualized Experiments. (132), (2018).
- Beeton, C., Chandy, K. G. Isolation of mononuclear cells from the central nervous system of rats with EAE. Journal of Visualized Experiments. (10), 527 (2007).
- Watson, E. D., Cross, J. C. Development of structures and transport functions in the mouse placenta. Physiology. 20 (3), 180-193 (2005).
- Frangioni, J. V. In vivo near-infrared fluorescence imaging. Current Opinion in Chemical Biology. 7 (5), 626-634 (2003).
- Flores, L. E., Hildebrandt, T. B., Kuhl, A. A., Drews, B. Early detection and staging of spontaneous embryo resorption by ultrasound biomicroscopy in murine pregnancy. Reproductive Biology and Endocrinology. 12, 38 (2014).
- Khankin, E. V., Hacker, M. R., Zelop, C. M., Karumanchi, S. A., Rana, S. Intravital high-frequency ultrasonography to evaluate cardiovascular and uteroplacental blood flow in mouse pregnancy. Pregnancy Hypertension. 2 (2), 84-92 (2012).
- Phoon, C. K. Imaging tools for the developmental biologist: ultrasound biomicroscopy of mouse embryonic development. Pediatric Research. 60 (1), 14-21 (2006).
- Pallares, P., Gonzalez-Bulnes, A. Non-invasive ultrasonographic characterization of phenotypic changes during embryo development in non-anesthetized mice of different genotypes. Theriogenology. 70 (1), 44-52 (2008).
- Parvani, J. G., Gujrati, M. D., Mack, M. A., Schiemann, W. P., Lu, Z. -. R. Silencing β3 integrin by targeted ECO/siRNA nanoparticles inhibits EMT and metastasis of triple-negative breast cancer. Recherche en cancérologie. 75 (11), 2316-2325 (2015).
- Zhang, B., et al. Targeted delivery of doxorubicin by CSA-binding nanoparticles for choriocarcinoma treatment. Drug Delivery. 25 (1), 461-471 (2018).
- Jenkins, D. E., et al. Bioluminescent imaging (BLI) to improve and refine traditional murine models of tumor growth and metastasis. Clinical & Experimental Metastasis. 20 (8), 733-744 (2003).
- Keelan, J. A., Leong, J. W., Ho, D., Iyer, K. S. Therapeutic and safety considerations of nanoparticle-mediated drug delivery in pregnancy. Nanomedicine. 10 (14), 2229-2247 (2015).
