근적외선 민감성 코어 쉘 백신 전달 플랫폼 생산
Summary
이 문서에서는 지연된 버스트 릴리스를 가능하게 하기 위해 새로운 백신 전달 플랫폼인 “폴리버블”을 생성하는 데 사용되는 프로토콜에 대해 설명합니다. 폴리에스테르(젖산-공동 글리콜산) 및 폴리카폴락톤을 포함하는 폴리에스테르는 폴리버블을 형성하기 위해 사용되었고 소분자 및 항원은 화물로 사용되었다.
Abstract
새로운 방출 프로필을 가능하게 하면서 유기 용매에 화물의 노출을 제한할 수 있는 백신 전달 전략은 전 세계적으로 예방 접종 범위를 개선하는 데 매우 중요합니다. 여기서, 새로운 주사용, 자외선-치료 가능 및 지연된 버스트 방출-폴리버블이라는 백신 전달 플랫폼이 도입된다. 화물은 10% 카박스시메틸셀룰로오스-기반 수성 용액으로 형성된 폴리에스테르 기반 의 폴리버블에 주입되었다. 이 백서에는 폴리버블의 구형 형태를 유지하고 화물 배치 및 유지를 최적화하여 폴리버블 내화물의 양을 최대화하는 프로토콜이 포함되어 있습니다. 안전을 보장하기 위해 중성자 활성화 분석을 사용하여 폴리버블 내의 염소 처리된 용매 함량을 분석하였다. 방출 연구는 지연 된 버스트 방출을 확인하기 위해 폴리 버블 내의화물로 작은 분자로 수행되었다. 화물의 온디맨드 납품 가능성을 더욱 보여주기 위해, 금 나노로드는 근적외선 레이저 활성화를 가능하게 하기 위해 폴리머 쉘 내에서 혼합되었다.
Introduction
제한된 예방 접종 적용은 백신 예방 가능한 질환1로인한 3백만 명의 사망을 초래합니다. 부적절한 저장 및 운송 조건은 기능성 백신의 낭비로 이어지므로 글로벌 예방 접종을 줄이는 데 기여합니다. 또한, 필요한 백신 스케줄을 준수하지 않기 때문에 불완전한 예방 접종은 특히 개발도상국에서 제한된 백신 적용을 유발한다2. 부스터 샷을 받는 데 권장되는 기간 내에 의료진을 여러 번 방문해야 하므로 완전한 예방 접종을 통해 인구의 비율을 제한할 수 있습니다. 따라서 이러한 과제를 우회하기 위해 통제 된 백신 전달을위한 새로운 전략을 개발할 필요가 있습니다.
백신 전달 기술 개발을 위한 현재의 노력에는 에멀젼 계 중고체 시스템3,,4가포함된다. 그러나, 화물은 단백질 기반화물5,,6의맥락에서 잠재적으로 응집 및 데아포화를 일으킬 수 있는 더 많은 양의 유기 용매에 종종 노출된다. 우리는 용매7에노출되는 화물의 양을 최소화하면서 잠재적으로 여러화물 구획을 수용 할 수있는 새로운 백신 전달 플랫폼인 “폴리 버블”을 개발했습니다. 예를 들어, 폴리버블 코어 쉘 플랫폼에서 직경 0.38mm(SEM)의 화물 주머니 1개가 1mm 폴리버블의 중앙에 주입됩니다. 이 경우 유기 용매에 노출된 화물의 표면적은 약 0.453 mm2입니다. 구체(화물창고) 내의 구체(마이크로입자)의 포장밀도를 고려한 후, 창고에 들어갈 수 있는 실제 미세먼지(직경 10μm)의 실제 부피는 0.17 mm3이다. 하나의 미세 입자의 부피는 5.24×10-8mm 3이며, 따라서 창고에 맞을 수있는 입자 미세 입자의 수는 ~ 3.2×106 입자입니다. 각 마이크로입자의 직경 0.25 μm의 20개의 화물 주머니(이중 에멀젼의 결과)가 있는 경우 유기 용매에 노출된 화물의 표면적은 1274mm2입니다. 따라서 폴리버블 내의 화물 창고는 미세 입자에서 유기 용매에 노출된 화물에 비해 유기 용매에 노출되는 표면적 ~2800배 이하의 표면적을 갖게 된다. 따라서 폴리에스테르 기반 플랫폼은 유기 용매에 노출된 화물의 양을 잠재적으로 줄일 수 있으므로 화물 응집 및 불안정을 유발할 수 있습니다.
폴리버블은 유기상에서 폴리에스테르를 수성 용액으로 주입하여 구형 버블을 초래하는 위상 분리 원리에 기초하여 형성된다. 수성 상에서화물은 폴리 버블의 중심에 주입 될 수있다. 다른 화물 구획은 다른 화물과 폴리머 쉘을 혼합하여 폴리버블 내에서 잠재적으로 달성될 수 있습니다. 이 단계에서 폴리 버블은 가단될 것이고 중간에화물이있는 고체 폴리 버블 구조를 초래하기 위해 치료됩니다. 구형 폴리버블은 폴리버블의 전체 크기를 최소화하면서 폴리버블 내화물 용량을 늘리기 위해 다른 기하학적 모양에 선택되었습니다. 중앙에 화물이 있는 폴리버블이 지연된 버스트 방출을 시연하도록 선택되었습니다. 폴리버블은 또한 근적외선(NIR)-민감한(즉, 테라노스틱-가능하게 하는) 제제, 즉 금 나노로드(AuNR)와 통합되어 폴리버블의 온도 증가를 야기하였다. 이 효과는 잠재적으로 더 빠른 저하를 용이하게 할 수 있으며 향후 응용 프로그램에서 운동학을 제어하는 데 사용할 수 있습니다. 이 논문에서는 폴리버블의 형성 및 특성화, 폴리버블의 지연된 버스트 방출을 달성하고, 폴리버블 내에 AuNR을 통합하여 NIR 활성화를 유발하는 우리의 접근 방식을 설명합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
현재 기술 및 과제
에멀젼 계 마이크로 및 나노 입자는 일반적으로 약물 전달 캐리어로 사용되어 왔다. 이러한 장치에서 화물의 방출 역학은 광범위하게 연구되었지만, 버스트 방출 역학을 제어하는 것은 주요 도전이었다11. 화물의 다기능성과 기능은 또한 과도한 수성 및 유기 용매에 대한 화물의 노출로 인해 에멀젼 기반 시스템에서 제한됩니다. 단백질 기반화?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
우리는 중성자 활성화 분석 (NAA)를 도운 TAMU의 화학 부 내의 원소 분석 실험실과 제휴 한 브라이언 E. 톰린 박사에게 감사드립니다.
Materials
| 1-Step Ultra Tetramethylbezidine (TMB)-Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) Substrate Solution | Thermo scientific | 34028 | |
| 2-Hydroxy-2-methylpropiophenone | TCI AMERICA | H0991 | |
| 450 nm Stop Solution for TMB Substrate | Abcam | ab17152 | |
| Acryloyl chloride | Sigma Aldrich | A24109-100G | |
| Acriflavine | Chem-Impex International | 22916 | |
| Anhydrous ethyl ether | Fisher Chemical | E138-500 | |
| Anti-HIV1 gp120 antibody conjugated to horseradish peroxidase (HRP) | |||
| Bovine serum albumin (BSA) | Fisher BioReagents | BP9700100 | |
| BSA-CF488 dye conjugates | Invitrogen | A13100 | |
| Bromosalicylic acid | Acros Organics | AC162142500 | |
| Carboxymethylcellulose (CMC) | Millipore Sigma | 80502-040 | |
| Centrimonium bromide (CTAB) | MP Biomedicals | ICN19400480 | |
| Chloroform | Fisher Chemical | C2984 | |
| Coating buffer | Abcam | ab210899 | |
| Dichloromethane (DCM) | Sigma Aldrich | 270997-1L | |
| Diethyl ether | Fisher Chemical | E1384 | |
| Dodeacyl Amine | Acros Organics | AC117665000 | |
| Doxorubicin hydrochloride | Fisher BioReagents | BP251610 | |
| L-ascorbic acid | Acros Organics | A61 100 | |
| Legato 100 Syringe Pump | KD Scientific | 14 831 212 | |
| mPEG thiol | Laysan Bio | NC0702454 | |
| Nonfat dry milk | Andwin Scientific | NC9022655 | |
| Potassium carbonate | Acros Organics | AC424081000 | |
| Phosphate saline buffer | Fisher BioReagents | BP3991 | |
| (Poly(caprolactone) | Sigma Aldrich | 440744-250G | |
| (Poly(caprolactone) triol | Acros Organics | AC190730250 | |
| Poly (lactic-co-glycolic acid) diacrylate | CMTec | 280050 | |
| Potassium carbonate | Acros Organics | AC424081000 | |
| Recombinant HIV1 gp120 + gp41 protein | Abcam | ab49054 | |
| Silver nitrate | Acros Organics | S181 25 | |
| Sodium borohydride | Fisher Chemical | S678 10 | |
| Tetrachloroauric acid | Fisher Chemical | G54 1 | |
| Trehalose | Acros Organics | NC9022655 | |
| Triethyl amine | Acros Organics | AC157910010 |
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