Kapsamlı değerlendirme etkinliği ve güvenliği üç tamamlayıcı yöntemlerle plasenta hedefli ilaç dağıtım
Summary
Biz emanet ve plasenta hedefli ilaç dağıtım etkinliğini değerlendirmek için üç yöntem kullanır bir sistem tarif: nanopartikül birikimi, plasenta ve fetal gelişim izlemek için yüksek frekanslı ultrason izlemek için Imaging vivo içinde ve HPLC doku için ilaç dağıtım ölçmek için.
Abstract
Hiçbir etkili tedaviler Şu anda plasenta ilişkili gebelik komplikasyonları için mevcut ve maternal ve fetal yan etkileri en aza indirerek uyuşturucu hedeflenen teslimat için plasenta stratejileri geliştirmek zor kalır. Hedeflenen nanopartikül taşıyıcıları plasental bozuklukları tedavisi için yeni fırsatlar sağlar. Biz son zamanlarda sentetik plasental kondroitin sülfat A bağlama peptid (plCSA-BP) uyuşturucu için plasenta sunmak için nano tanecikleri rehberlik için kullanılan olabilir gösterdi. Bu protokol için biz birlikte kullanılan üç ayrı Yöntemler istihdam plCSA-BP tarafından ilaç dağıtım için plasenta verimliliğini değerlendirmek için bir sistem ayrıntılı olarak tarif: vivo içinde görüntüleme, yüksek frekanslı ultrason (HFUS) ve yüksek performans Sıvı Kromatografi (HPLC). HFUS ve HPLC plCSA BP Birleşik nano tanecikleri etkili bir şekilde ve özellikle metotreksat için plasenta teslim olduğunu gösterdi iken vivo içinde kullanarak canlı hayvan, plasenta içinde görüntüleme, plCSA-BP-güdümlü nano tanecikleri görüntülenir. Böylece, bu yöntemlerin bir bileşimini plasenta ilaçlara hedeflenen teslimat ve birkaç gebelik komplikasyonları için yeni tedavi stratejilerinin geliştirilmesi için etkili bir araç kullanılabilir.
Introduction
Plasenta-aracılı gebelik komplikasyonları, ön eklampsi, gebelik kaybı, ablasyo plasenta ve küçük Gebelik yaşı (SGA), dahil olmak üzere yaygın ve önemli fetal ve maternal morbidite ve mortalite1,2kurşun, 3ve çok az ilaçlar gebelik tedavisi4,5bozuklukları için etkili olduğu kanıtlanmıştır. Daha seçici ve daha güvenli plasenta hedefli ilaç dağıtım stratejileri geliştirme gebelik sırasında modern ilaç tedavisi zor kalır.
Son yıllarda, çeşitli raporlar uteroplacental dokulara ilaçların teslim hedeflenen peptidler veya antikorlar ile kaplama Nano tanecikleri tarafından plasenta hedefli araçları olarak odaklı olması. Bu bir anti-epidermal büyüme faktörü reseptörü (EGFR)6 antikor, tümör-posta peptidler (CGKRK ve iRGD)7, plasenta hedefli peptidler8, plasental damarlara hedefli peptidler9 ve karşı antikor içerir oksitosin reseptör10.
Burada, sentetik plasental kondroitin sülfat A bağlama peptid (plCSA-BP) nano tanecikleri ve onların uyuşturucu payloads hedeflenen teslimatı plasenta11için kullanılabileceğini göstermektedir. PlCSA-BP-güdümlü nano tanecikleri plasental trofoblast hedef çünkü yöntemleri hedefleme bildirilen uteroplacental tamamlayıcı niteliktedir.
Non-invaziv bir yöntem olarak vivo içinde görüntüleme plasenta özel gen ekspresyonu fareler12izlemek için kullanılan ve indocyanine yeşil (ICG) yaygın görüntüleme sistemleri13floresan kullanarak nano tanecikleri izlemek için kullanılmıştır, 14,15. Böylece, intravenöz plCSA BP Birleşik nano tanecikleri ile floresan Imager hamile farelerde plCSA-INP dağılımını görselleştirmenizi ICG (plCSA-INPS) yüklü enjekte. Biz daha sonra metotreksat (MTX) intravenöz enjekte-hamile fareler plCSA-NPs yüklü. Yüksek frekanslı ultrason (HFUS), non-invaziv, başka bir gerçek zamanlı görüntüleme aracı16,17 fetal ve plasental geliştirme farelerde izlemek için kullanıldı. Son olarak, yüksek performanslı sıvı kromatografi (HPLC) plasenta ve fetusa MTX dağıtım ölçmek için kullanılır.
Bu protokol için plasenta hedefli ilaç dağıtım verimliliğini değerlendirmek için plCSA-BP-güdümlü nanocarriers tarafından kullanılan üç yöntem sistem biz ayrıntılı olarak tarif.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu makale, plCSA-BP-güdümlü nano tanecikleri plasenta uyuşturucu teslimini hedefleme için verimli bir araç olup olmadığını belirlemenize için üç yöntem sistem anahat. Kızılötesi floresan ICG sinyal izlemek için Imaging vivo içinde kullanımı plCSA-BP. kullanma plasental hedefleme özgüllük teyit HFUS ve HPLC, biz gösterdi plCSA BP Birleşik nano tanecikleri etkili bir şekilde sadece MTX sunabilirsiniz Plasenta hücreleri, fetus için değil.
Deneyler Imaging <e…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu eser hibe Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (81771617) ve doğal Bilim Vakfı, Guangdong için X.F. layık il (2016A030313178) tarafından desteklenen; bir hibe Shenzhen temel araştırma X.F için ödül fonu (JCYJ20170413165233512); Eunice Kennedy Shriver Ulusal Enstitüsü Çocuk Sağlığı ve Ulusal Sağlık Enstitüleri Ödülü numarası R01HD088549 altında insan gelişimi (içeriği yalnızca yazarlar sorumludur ve mutlaka resmi temsil etmiyor Ulusal Sağlık Enstitüleri kez) için 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).
