Summary

جيل من المجهرية الجيني للتطبيقات الطبية الحيوية

Published: August 12, 2012
doi:

Summary

في المقاطع التالية، ونحن الخطوط العريضة إجراءات لإعداد المجهرية الجينات لاستخدامها في التطبيقات الطبية الحيوية. نحن على وجه التحديد توضيح أسلوب متعدد الطبقات لخلق المجهرية الجينات لغرض مزدوج من خلية والتغليف البروتين كعلاج محتمل لمرض السكري من النوع 1.

Abstract

وقد تلقى الجينات القائم على المواد اهتماما كبيرا للتطبيقات الطبية الحيوية نظرا لطبيعتها المائية، توافق مع الحياة، والهندسة المعمارية المادية. وتشمل التطبيقات التغليف الخلية، تسليم المخدرات، زراعة الخلايا الجذعية، والسقالات هندسة الأنسجة. في الواقع، ويجري حاليا تجارب سريرية التي يجري تنفيذها في الجزر التي يتم تغليف في منظمة التحرير الفلسطينية microbeads الجينات المغلفة كعلاج لمرض السكري النوع الأول. ومع ذلك، يتعين على أعداد كبيرة من الجزر لفعالية بسبب سوء بقاء زرع التالية. قد القدرة على تحفيز الاوعية الدموية الدقيقة محليا تشكيل شبكة حول الخلايا مغلفة زيادة قدرتها على الاستمرار من خلال تحسين نقل الأوكسجين والجلوكوز والمواد المغذية الحيوية الأخرى. عامل نمو الخلايا الليفية-1 (جمعية جيل المستقبل-1) هو عامل نمو طبيعيا أن يكون قادرا على تحفيز الدم تشكيل السفينة وتحسين مستويات الأوكسجين في الأنسجة الدماغية. ومما يعزز من فعالية FGF-1 عندما يتم تسليمها في sustained أزياء بدلا من إدارة واسعة بلعة واحدة. ويمكن المحلية على المدى الطويل الإفراج عن عوامل النمو من أنظمة التغليف جزيرة تحفيز نمو الأوعية الدموية مباشرة نحو الخلايا المزروعة، وتحسين نتائج محتملة الكسب غير المشروع وظيفي. في هذه المقالة، نحن يحدد الإجراءات اللازمة لإعداد المجهرية الجينات لاستخدامها في التطبيقات الطبية الحيوية. وبالإضافة إلى ذلك، ونحن تصف طريقة التي قمنا بتطويرها لتوليد microbeads الجينات متعدد الطبقات. ويمكن تغليف الخلايا في الجينات الأساسية الداخلية، والبروتينات عائية في طبقة الجينات الخارجي. والافراج عن البروتينات من هذه الطبقة الخارجية حفز تشكيل شبكات الاوعية الدموية الدقيقة المحلية مباشرة نحو الجزر المزروع.

Protocol

بروتوكول هنا وصفا لإجراء ثلاث خطوات لتوليد microbeads الجينات متعددة الطبقات (الشكل 1). أولا، يتم تشكيلها microbeads الجينات (الشكل 2A). يتم وصف هذا الإجراء في القسم 1 أدناه. يمكن إضافة خلايا أو البروتينات إلى microbeads في هذه الخطوة من أجل بمثابة نظام التسليم. الخطو…

Discussion

الجينات هي الطبيعية، والسكاريد الحمضية المستخرج من الطحالب، وتتكون من وحدات من 1،4 '-β-D-mannuronic حامض (M) و α-L-guluronic حامض (G) 2،3. دبق بسيط يحدث عندما الكاتيونات ثنائي التكافؤ، مثل الكالسيوم 2 +، 2 + الأب، أو با 2 + التفاعل مع G-مونومرات تشكيل الجسور الأيونية ب?…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

وأيد هذه الدراسة من قبل وزارة الخارجية الامريكية لشؤون المحاربين القدامى (واشنطن دي سي)، ومنح 0852048، 0731201، 0854430 و من المؤسسة الوطنية للعلوم (أرلينغتون، فيرجينيا)، ومنح RO1 DK080897 من المعاهد الوطنية للصحة (بيثيسدا، MD) . تلقى السيد خانا الدعم من التبرع السخي من السيد إدوارد روس والدكتور مويا مونيكا من مؤسسة بيل وميليندا غيتس (سياتل، واشنطن).

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Comments (optional)
Pronova Ultrapure LVG alginate Nova-Matrix 4200006 A variety of alginate formulations are available. The choice of alginate influences the end properties of the microbeads, including size, mechanical properties, and transport. The composition used should be optimized for a given application.
Pronova Ultrapure LVM alginate Nova-Matrix 4200206 A variety of alginate formulations are available. The choice of alginate influences the end properties of the microbeads, including size, mechanical properties, and transport. The composition used should be optimized for a given application.
Poly-L-ornithine hydrochloride Sigma-Aldrich P2533

Riferimenti

  1. Darrabie, M. D., Kendall, W. F., Opara, E. C. Characteristics of Poly-L- Ornithine-coated alginate microcapsules. Biomaterials. 26, 6846-6852 (2005).
  2. Yamagiwa, K., Kozawa, T., Ohkawa, A. Effects of alginate composition and gelling conditions on diffusional and mechanical properties of calcium-alginate gel beads. J. Chem. Eng. Jpn. 28, 462-467 (1995).
  3. Amsden, B., Turner, N. Diffusion characteristics of calcium alginate gels. Biotechnol. Bioeng. 65, 605-610 (1999).
  4. Uriel, S., Brey, E. M., Greisler, H. P. Sustained low levels of fibroblast growth factor-1 promote persistent microvascular network formation. Am. J. Surg. 192, 604-609 (2006).
  5. Moya, M. L., Lucas, S., Francis-Sedlak, M., Liu, X., Garfinkel, M. R., Huang, J. J., Cheng, M. H., Opara, E. C., Brey, E. M. Sustained delivery of FGF-1 increases vascular density in comparison to bolus administration. Microvasc. Res. 78, 142-147 (2009).
  6. Moya, M. L., Cheng, M. H., Huang, J. J., Francis-Sedlak, M. E., Kao, S. W., Opara, E. C., Brey, E. M. The effect of FGF-1 loaded alginate microbeads on neovascularization and adipogenesis in a vascular pedicle model of adipose tissue engineering. Biomaterials. 31, 2816-2826 (2010).
  7. Khanna, O., Moya, M. L., Greisler, H. P., Opara, E. C., Brey, E. M. Multilayered Microcapsules for the Sustained-Release of Angiogenic Proteins From Encapsulated Cells. Am. J. Surg. 200, 655-658 (2010).
  8. Khanna, O., Moya, M. L., Opara, E. C., Brey, E. M. Synthesis of multilayered alginate microcapsules for the sustained-release of fibroblast growth factor-1. J. Biomed. Mater. Res. A. 95, 632-640 (2010).

Play Video

Citazione di questo articolo
Khanna, O., Larson, J. C., Moya, M. L., Opara, E. C., Brey, E. M. Generation of Alginate Microspheres for Biomedical Applications. J. Vis. Exp. (66), e3388, doi:10.3791/3388 (2012).

View Video