Caractérisation des propriétés de transport intra-cartilage des porteurs de peptides cationiques

Armin Vedadghavami; Shikhar Mehta; Ambika G. Bajpayee

doi:10.3791/61340

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Article de méthode

Caractérisation des propriétés de transport intra-cartilage des porteurs de peptides cationiques

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DOI :

10.3791/61340

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10 août 2020

Armin Vedadghavami¹ , Shikhar Mehta¹ , Ambika G. Bajpayee¹^,²

¹Department of Bioengineering, Northeastern University, ²Department of Mechanical & Industrial Engineering, Northeastern University

Dans cet article

Résumé

Ce protocole détermine l’absorption d’équilibre, la profondeur de pénétration et le taux de diffusion non-équilibre pour les porteurs de peptide cationique dans le cartilage. La caractérisation des propriétés du transport est essentielle pour assurer une réponse biologique efficace. Ces méthodes peuvent être appliquées pour la conception d’un transporteur de drogue chargé de façon optimale pour cibler les tissus chargés négativement.

Résumé

Plusieurs tissus chargés négativement dans le corps, comme le cartilage, présentent une barrière à l’administration ciblée de médicaments en raison de leur forte densité d’agvrecans chargés négativement et, par conséquent, nécessitent des méthodes de ciblage améliorées pour augmenter leur réponse thérapeutique. Parce que le cartilage a une forte densité négative de charge fixe, les médicaments peuvent être modifiés avec des transporteurs de médicaments chargés positivement pour tirer parti des interactions électrostatiques, permettant un transport amélioré de médicaments intra-cartilage. L’étude du transport des transporteurs de médicaments est donc cruciale pour prédire l’efficacité des médicaments dans l’induction d’une réponse biologique. Nous montrons la conception de trois expériences qui peuvent quantifier l’absorption d’équilibre, la profondeur de pénétration et le taux de diffusion non-équilibre des porteurs de peptide cationique dans les explants de cartilage. Les expériences d’absorption d’équilibre fournissent une mesure de la concentration de soluté dans le cartilage par rapport à son bain environnant, qui est utile pour prédire le potentiel d’un porteur de drogue dans l’amélioration de la concentration thérapeutique des médicaments dans le cartilage. La profondeur des études de pénétration utilisant la microscopie confocale permet la représentation visuelle de la diffusion de soluté 1D de la zone superficielle à profonde du cartilage, ce qui est important pour évaluer si les solutés atteignent leurs sites cibles matriciels et cellulaires. Les études sur le taux de diffusion hors équilibre à l’aide d’une chambre de transport conçue sur mesure permettent de mesurer la force des interactions de liaison avec la matrice tissulaire en caractérisant les taux de diffusion des solutés fluorescents étiquetés dans le tissu; ceci est bénéfique pour la conception de porteurs de la force de liaison optimale avec le cartilage. Ensemble, les résultats obtenus à partir des trois expériences de transport fournissent une ligne directrice pour la conception de transporteurs de médicaments chargés de façon optimale qui tirent parti des interactions faibles et réversibles de charge pour les applications de livraison de médicaments. Ces méthodes expérimentales peuvent également être appliquées pour évaluer le transport de médicaments et de conjugués de trafiquants de drogues. En outre, ces méthodes peuvent être adaptées pour l’utilisation dans le ciblage d’autres tissus chargés négativement tels que le ménisque, la cornée et l’humour vitreux.

Introduction

L’administration de médicaments aux tissus chargés négativement dans le corps reste un défi en raison de l’incapacité des médicaments à pénétrer profondément dans le tissu pour atteindre les sites cibles cellulaires et matricielles¹. Plusieurs de ces tissus comprennent des agglements de charges denses et chargés négativement qui créent une densité de charge fixe négative élevée (FCD)² dans le tissu et agissent comme une barrière pour la livraison de la plupart des macromolécules³^,⁴. Toutefois, avec l’aide de transporteurs de médicaments chargés positivement, cett....