الامتصاص من جديد جسيمات نانوية المغلفة بالدهون التي تحتوي على فالكارينديول بالخلايا الجذعية البشرية الوسيطة
Summary
توضح هذه المقالة تغليف فالكارينديول في المغلفة بالدهن 74 نانومتر جسيمات نانوية. ويرصد على الإقبال جسيمات نانوية من الخلايا الجذعية البشرية إلى قطيرات الدهن الخلوية التصوير الفلورسنت و [كنفوكل]. جسيمات نانوية ملفقة بطريقة الحقن السريع للمذيبات التحول، ويقاس حجمها مع تقنية تشتت الضوء الحيوي.
Abstract
جسيمات نانوية هي محط اهتمام متزايد في أنظمة توصيل العقاقير لعلاج السرطان. جسيمات نانوية المغلفة بالدهن هي مستوحاة في هيكل وحجم من البروتينات الدهنية low-density (LDLs) لأن الخلايا السرطانية بحاجة متزايدة الكولسترول آخذة في الانتشار، وهذا تم استغلاله كآلية لإيصال الأدوية السرطان بالسرطان الخلايا. وعلاوة على ذلك، تبعاً لكيمياء العقاقير، تغليف المخدرات يمكن أن تكون مفيدة لتجنب تدهور للمخدرات خلال الدورة الدموية المجراة. ولذلك، في هذه الدراسة، يستخدم هذا التصميم اختﻻق جسيمات نانوية المغلفة بالدهن من فالكارينديول المخدرات السرطان، توفير نظام التسليم جديدة محتملة فالكارينديول من أجل استقرار هيكلها الكيميائية ضد التدهور وتحسين به الامتصاص بالأورام. جسيمات نانوية فالكارينديول، مع أحادي الطبقة فسفوليبيد والكولسترول، تغليف المخدرات المنقي جوهر الجسيمات، وقد صممت. يتكون الطلاء أحادي الطبقة الدهنية 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (دسبك)، ونسبة الكولسترول في الدم (شول) و 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000] (دسب شماعة 2000) جنبا إلى جنب مع فلوري التسمية دي (نسب المولى من 43:50:5:2). ملفقة جسيمات نانوية استخدام أسلوب الحقن السريع، وتقنية سريعة وبسيطة يعجل جسيمات نانوية بواسطة مذيب جيد للمذيبات المضادة تبادل. وهو يتألف من حقنه السريع محلول الإيثانول التي تحتوي على مكونات نانوحبيبات إلى مرحلة مائي. ويقاس حجم جسيمات نانوية الفلورية استخدام تشتت الضوء الحيوي (DLS) في شمال البحر الأبيض المتوسط ± 6.7 74.1. يتم اختبار الخلايا الجذعية البشرية الوسيطة (همسكس) على الإقبال جسيمات نانوية وتصويرها باستخدام الأسفار والفحص المجهري [كنفوكل]. ويلاحظ على الإقبال جسيمات نانوية في همسكس، مما يوحي باحتمال هذه المخدرات مستقر نظام توصيل فالكارينديول.
Introduction
جسيمات نانوية المغلفة بدهن نشهد اهتماما متزايداً فيما يتعلق بوظيفتها كنظم إيصال العقاقير ل علاج السرطان1. السرطان قد غيرت إعادة برمجة دهن الأيض2 وازدياد حاجة الكولسترول تنتشر3. أوفيريكسبريس LDLs1 ، وتأخذ في LDLs أكثر من الخلايا الطبيعية، بقدر ما عد LDL مريض السرطان يمكن أن تنخفض حتى4. ويعزز امتصاص LDL تعمل العدوانية5 مما أدى إلى انتشار وغزو في سرطان الثدي6. وفرة مستقبلات LDL (لدلرس) مؤشر تنبؤاتها المحتملة النقيلي7. مستوحاة من LDL وفي امتصاص الخلايا السرطانية، تم وضع استراتيجية جديدة تسمى: جعل المخدرات تبدو مثل الأغذية السرطان8. وهكذا، هذه نانوحبيبات المخدرات تسليم التصاميم الجديدة8،،من910 ولقد استلهمت التصميم الأساسية والدهن استقرت LDLs الطبيعية11 كآلية لإيصال الأدوية السرطان للخلايا السرطانية. وتؤيد هذا السلبي استهداف نظام التسليم تغليف، لا سيما، المخدرات مسعور، والتي ترد عادة في شكل الجرعة الفموية ولكن توفر فقط كمية صغيرة من المخدرات إلى مجرى الدم، حتى تحد من فعالية المتوقعة على12. كما مع الشبح الدهنية13، طلاء البولي إثيلين غليكول (شماعة) يساعد على تقليل أي استجابة مناعية ويمتد التداول في مجرى الدم لامتصاص الورم الأمثل بالمفترض تعزيز تخلل وأثر الاحتفاظ (EPR) 14 , 15-ومع ذلك، بالإضافة إلى في بعض الحالات، وعدم الاستقرار في التداول والتوزيع غير المرغوب فيها في نظام16، بعض العقبات التي تظل دون حل، مثل كيف وإلى أي مدى هذه الجسيمات النانوية هي اتخذتها الخلايا، وما هو مصيرهم داخل الخلايا. ومن هنا أن تتناول هذه الورقة استيعاب نانوحبيبات خاصة المخدرات السرطان مسعور فالكارينديول واستخدام [كنفوكل] وتقنيات التصوير ابيفلوريسسينسي.
الهدف من هذه الدراسة هو اختﻻق جسيمات نانوية المغلفة بالدهن من فالكارينديول ودراسة عن امتصاص داخل الخلايا في همسكس. وبالتالي، يحتمل أن استقرار إدارته، والتغلب على التحديات المرتبطة بإيصال وتحسين التوافر الأحيائي. ومن ثم تقييم نظام توصيل جديد لهذه المخدرات السرطان. سابقا، فالكارينديول قد تم تدار شفويا عن طريق فالكارينديول تركيز عال تنقيته ك تكملة أغذية17. ومع ذلك، هناك الحاجة إلى اتباع نهج أكثر تنظيماً لتقديم هذا الدواء تبشر بالخير. لذلك، صممت جسيمات نانوية فالكارينديول، مع فسفوليبيد وتغليف أحادي الطبقة مع تنقية المخدرات التي تشكل جوهر الجسيمات، نسبة الكولسترول في الدم. أسلوب الحقن السريع للمذيبات التحول، وضعتها مؤخرا نيدام et al. 8، يستخدم في هذه الدراسة لتغليف فالكارينديول بولياسيتيليني.
الأسلوب قد استخدمت سابقا لتصنيع جسيمات نانوية الدهن لتغليف18،وكلاء التصوير التشخيصي19، فضلا عن اختبار جزيئات (تريولين)27 والمخدرات (orlistat، ستيرات niclosamide)8 ،،من2728. وأسلوب بسيط نسبيا عندما تنفذ بالجزيئات الصحيحة. أشكال الجسيمات نانوسيزيد، في حدود على التنو الحرجة (~ 20 نانومتر القطر)، غير قابلة للذوبان العالية الذوائب مسعور المذابة في المذيبات قطبية. يتم إنجاز تبادل المذيبات بحقنه سريع للحل الأساسي في وجود فائض أنتيسولفينت (عادة، مرحلة مائي في عضوية 1:9: نسبة حجم مائي)20،21.
تصميم التركيبية جسيمات نانوية تؤدي إلى مزايا متعددة. توفر مكونات DSPC:Chol أحادي الطبقة جداً ضيق وتقريبا كتيمة ومتوافق حيويا والقابلة للتحلل. شماعة يوفر واجهة ستيريكالي استقرار الذي يعمل كدرع من أوبسونيزاتيون بالنظام المناعي، وإبطاء امتصاص أي نظام شبكي (الكبد والطحال) وحماية ضد النظام بلعمية وحيدات النوى، ومنع ما استبقاء وتدهور بنظام المناعة، ومن ثم زيادة تداولها نصف الوقت في الدم22. وهذا يسمح للجزيئات أن يعمم حتى أنهم اكسترافاساتي في مواقع المريضة، مثل الأورام، وحيث أن نظام الأوعية الدموية راشح، السماح للجيش الثوري الشعبي-تأثير أن تؤدي إلى تراكم سلبي للجسيمات. بالإضافة إلى ذلك، يسمح معطف الدهن واحد لتحسين السيطرة على حجم جسيمات نانوية بمحاصرة كينيتيكالي الأساسية في27،البعد نواة الحرجة في28. حمل الدهون الخصائص السطحية المختلفة (بما في ذلك الببتيد الاستهداف، التي لم تكن متاحة لهذا المشروع) ونواة المخدرات نقية و27،22،بوليديسبيرسيتي انخفاض28. الطريقة المستخدمة لتحليل حجم الجسيمات من دائرة الأراضي والمساحة، أسلوب الذي يسمح للباحثين لقياس حجم عدد كبير من الجسيمات في نفس الوقت. ومع ذلك، هذا الأسلوب يمكن التحيز القياسات لأحجام أكبر، إذا لم تكن جسيمات نانوية مونوديسبيرسيد23. ويتم تقييم هذه المسألة مع معطف الدهن كذلك. تعطي مزيدا من التفاصيل عن هذه التصاميم الأساسية والتحديد الكمي لكل الخصائص في سائر المنشورات27،28.
المخدرات مغلفة بجسيمات نانوية فالكارينديول، polyacetylene غذائية الموجودة في النباتات من عائلة خيمية. وهو المستقلب ثانوية من نوع بولياسيتيلينيس17ج الاليفاتيه التي تم العثور عليها لعرض آثار تعزيز الصحة، بما في ذلك الأنشطة المضادة للالتهابات والآثار المضادة للبكتيريا سيتوتوكسيسيتي ضد طائفة واسعة من خطوط خلايا السرطان. تفاعلية عالية تتصل بقدرتها على التفاعل مع الجزيئات الحيوية المختلفة، بوصفها عامل الكيلاتينج جداً من رد الفعل ضد ميركاتو والمجموعات الأمينية24. فالكارينديول سابقا قد ثبت للحد من عدد الآفات الورمية في القولون17،25، على الرغم من أن الآليات البيولوجية التي لا تزال غير معروفة. بيد أن من يعتقد أن يتفاعل مع الجزيئات الحيوية مثل NF-κB، COX1، كوكس-2، ونشدد على السيتوكينات، التي تحول دون ورم الخلية وتطور انتشار عملياتها، مما أدى إلى اعتقال خلية دورة، هيولى (ER)، والمبرمج 17،26 في الخلايا السرطانية. ويستخدم فالكارينديول في هذه الدراسة كما مثال المخدرات السرطان بسبب إمكاناتها السرطان وآلية هي قيد الدراسة حاليا، ونظرا لأنه يظهر آثار السرطان واعدة. يتم اختبار في همسكس على الإقبال جسيمات نانوية الهاتف الخلوي وتصويرها باستخدام ابيفلوريسسينسي والفحص المجهري [كنفوكل]. واختير هذا النوع الخلية بسبب كبر حجمها، يجعلها مثالية للفحص المجهري.
Protocol
Representative Results
Discussion
بروتوكول مفصل لاختلاق جسيمات نانوية المغلفة بالدهن لإيصال الأدوية مع البسيطة، أسلوب الحقن السريع سريع واستنساخه، وقابلة التحول المذيبات كان يتبع27،في الفترة من28 ويرد في هذه الورقة، كما تطبيق فالكارينديول. التحكم في سرعة حقن المرحلة العضوية في المرحلة الم…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
يشكر المؤلفون الدكتور مصطفى قاسم (مستشفى جامعة اودنسي، الدانمرك) للخلايا الجذعية الوسيطة البشرية. يشكر المؤلفون مركز بيويماجينج الطبي الدانمركي للوصول إلى تلك المجاهر. يشكر المؤلفون الأسس Carlsberg وبلوم للدعم المالي (ل E.A.C.). الكتاب الإقرار الدعم المالي المقدم من جائزة “الأستاذية نيلز بور” من “مؤسسة البحوث الوطنية الدانمركية”.
Materials
| 12 mL Screw Neck Vial (Clear glass, 15-425 thread, 66 X 18.5 mm) | Microlab Aarhus A/S | ML 33154LP | |
| 6 well plates | Greiner Bio One International GmbH | 657160 | |
| Absolute Ethanol | EMD Millipore (VWR) | EM8.18760.1000 | |
| Chloroform | Rathburn Chemicals Ltd. | RH1009 | |
| Cholesterol | Avanti Polar Lipids, Inc. | 700000P | |
| Confocal Microscope | Zeiss LSM510 | ||
| Cover Slips thickness #1.5 | Paul Marienfeld GmbH & Co | 117650 | |
| Desiccator | Self-build | ||
| DiI | Invitrogen | D282 | |
| DLS | Beckman Coulter | DelsaMAXpro 3167-DMP | |
| DSPC (Chloroform stock) | Avanti Polar Lipids, Inc. | 850365C | |
| DSPE PEG 2000 (Chloroform stock) | Avanti Polar Lipids, Inc. | 880120C | |
| eVol XR | SGE analytical science, Trajan Scientific Australia Pty Ltd. | 2910200 | |
| Fetal Bovine serum | Gibco | 10270-106 | |
| Fluorescence Miccroscope | Olymous IX81 | With Manual TIRF and Andor iXon EMCCD | |
| Incubator | Panasonic | MCO-18AC | |
| Magnetic flea | VWR Chemicals | 15 x 4.5 mm | Cylindrical shape with PTFE coating |
| Magnetic stirrer | IKA | RT-10 | |
| Minimum Essential Media | Gibco | 32561-029 | |
| PBS tablets for cell culture | VWR Chemicals | 97062-732 | |
| Pen/strep | VWR Chemicals | 97063-708 | |
| Phosphate Buffer Saline (PBS, pH 7.4) | Thermo Fisher | 10010031 | |
| Rotary Evaporator | Rotavapor, Büchi Labortechnik AG | R-210 | |
| Sample concentrator | Stuart, Cole-Parmer Instrument Company, LLC | SBHCONC/1 |
References
- Firestone, R. A. Low-Density Lipoprotein as a Vehicle for Targeting Antitumor Compounds to Cancer Cells. Bioconjugate Chemistry. 5 (2), 105-113 (1994).
- Beloribi-Djefaflia, S., Vasseur, S., Guillaumond, F. Lipid metabolic reprogramming in cancer cells. Oncogenesis. 5 (1), 189 (2016).
- Xin, Y., Yin, M., Zhao, L., Meng, F., Luo, L. Recent progress on nanoparticle-based drug delivery systems for cancer therapy. Cancer Biology & Medicine. 14 (3), 228 (2017).
- Merriel, S. W. D., Carroll, R., Hamilton, F., Hamilton, W. Association between unexplained hypoalbuminaemia and new cancer diagnoses in UK primary care patients. Family Practice. 33 (5), 449-452 (2016).
- Yue, S., et al. Cholesteryl ester accumulation induced by PTEN loss and PI3K/AKT activation underlies human prostate cancer aggressiveness. Cell Metabolism. 19 (3), 393-406 (2014).
- dos Santos, R., et al. LDL-cholesterol signaling induces breast cancer proliferation and invasion. Lipids in Health and Disease. 13 (16), (2014).
- Gallagher, E. J., et al. Elevated tumor LDLR expression accelerates LDL cholesterol-mediated breast cancer growth in mouse models of hyperlipidemia HHS Public Access. Oncogene. 36 (46), 6462-6471 (2017).
- Needham, D., et al. Bottom up design of nanoparticles for anti-cancer diapeutics: “put the drug in the cancer’s food”. Journal of Drug Targeting. 24 (9), 836-856 (2016).
- Lacko, A. G., Mconnathy, W. J. Targeted cancer chemotherapy using synthetic nanoparticles. United States Patent Application Publication. , (2009).
- Nikanjam, M., Gibbs, A. R., Hunt, C. A., Budinger, T. F., Forte, T. M. Synthetic nano-LDL with paclitaxel oleate as a targeted drug delivery vehicle for glioblastoma multiforme. Journal of Controlled Release. 124 (3), 163-171 (2007).
- Teerlink, T., Scheffer, P. G., Bakker, S. J. L., Heine, R. J. Combined data from LDL composition and size measurement are compatible with a discoid particle shape. Journal of Lipid Research. 45 (5), 954-966 (2004).
- Schweizer, M. T., et al. A phase I study of niclosamide in combination with enzalutamide in men with castration-resistant prostate cancer. PLoS ONE. 13 (8), 0202709 (2018).
- Allen, T. M., Hansen, C. Pharmacokinetics of stealth versus conventional liposomes: effect of dose. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Biomembranes. 1068 (2), 133-141 (1991).
- Maeda, H. The Enhanced Permeability and Retention (EPR) Effect in Tumor Vasculature: The Key Role of Tumor-Selective Macromolecular Drug Targeting. Advances in Enzyme Regulation. 41 (1), 189-207 (2001).
- Wong, A. D., Ye, M., Ulmschneider, M. B., Searson, P. C. Quantitative Analysis of the Enhanced Permeation and Retention (EPR) Effect. PLoS ONE. 10 (5), 0123461 (2015).
- Khodabandehloo, H., Zahednasab, H., Hafez, A. A. Nanocarriers Usage for Drug Delivery in Cancer Therapy. Iranian Journal of Psychiatry and Behavioral Sciences. 9 (2), (2016).
- Kobaek-Larsen, M., El-Houri, R. B., Christensen, L. P., Al-Najami, I., Fretté, X., Baatrup, G. Dietary polyacetylenes, falcarinol and falcarindiol, isolated from carrots prevents the formation of neoplastic lesions in the colon of azoxymethane-induced rats. Food & Function. 8, 964-974 (2017).
- Hervella, P., Parra, E., Needham, D. Encapsulation and retention of chelated-copper inside hydrophobic nanoparticles: Liquid cored nanoparticles show better retention than a solid core formulation. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 102, 64-76 (2016).
- Hervella, P., et al. Chelation, formulation, encapsulation, retention, and in vivo biodistribution of hydrophobic nanoparticles labelled with 57Co-porphyrin: Octyl Amine ensures stable chelation of cobalt in Liquid Nanoparticles that accumulate in tumors. Journal of Controlled Release. , (2018).
- Zhigaltsev, I. V., et al. Bottom-up design and synthesis of limit size lipid nanoparticle systems with aqueous and triglyceride cores using millisecond microfluidic mixing. Langmuir. 28 (7), 3633-3640 (2012).
- Aubry, J., Ganachaud, F., Cohen Addad, J. -. P., Cabane, B. Nanoprecipitation of Polymethylmethacrylate by Solvent Shifting:1 Boundaries. Langmuir. 25 (4), 1970-1979 (2009).
- Karnik, R., et al. Microfluidic Platform for Controlled Synthesis of Polymeric Nanoparticles. Nano Letters. 8 (9), 2906-2912 (2008).
- Gaumet, M., Vargas, A., Gurny, R., Delie, F. Nanoparticles for drug delivery: The need for precision in reporting particle size parameters. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 69 (1), 1-9 (2018).
- Christensen, L. P., Brandt, K. Bioactive polyacetylenes in food plants of the Apiaceae family: Occurrence, bioactivity and analysis. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 41 (3), 683-693 (2016).
- Kobaek-Larsen, M., Christensen, L. P., Vach, W., Ritskes-Hoitinga, J., Brandt, K. Inhibitory Effects of Feeding with Carrots or (-) -Falcarinol on Development of Azoxymethane-Induced Preneoplastic Lesions in the Rat Colon. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 53, 1823-1827 (2005).
- Jin, H. R., et al. The antitumor natural compound falcarindiol promotes cancer cell death by inducing endoplasmic reticulum stress. CellDeath & Disease. 3, 1-9 (2012).
- Walke, P. Physico-Chemical Parameters of Nanoparticles that Govern Prodrug Design and Application in Anticancer Nanomedicine in Physics, Chemistry, Pharmacy. University of Southern Denmark (SDU). , (2018).
- Walke, P. B., Hervella, P., Needham, D. Lipid-Coated Stealth Nanoparticles of Novel Hydrophobic Prodrug, Niclosamide Stearate, as Cancer Therapeutic: Formulation and Physico-Chemical Characterization of Nanoparticles. 6th International Pharmaceutical Federation Pharmaceutical Sciences World Congress. , (2017).
