प्रतिवर्ती Disulfide क्रॉस से जुड़े micelles के उत्पादन के लिए एक सतही और कुशल दृष्टिकोण
Summary
To deliver cancer drugs to tumor sites with high specificity and reduced side effects, new methods based on nanoparticles are required. Here, we describe disulfide cross-linked micelles that can be easily prepared by hydrogen peroxide-mediated oxidation and are able to dissociate efficiently under a reducing tumor environment to release payloads.
Abstract
Nanomedicine चिकित्सा कि कणों कि जैव चिकित्सा आवेदन के लिए पैमाने में नैनोमीटर हैं की अद्वितीय गुण harnesses के एक उभरते रूप है। दवा वितरण में सुधार चिकित्सीय परिणामों को अधिकतम करने और मादक पदार्थों से जुड़े दुष्प्रभावों को कम करने के लिए वर्तमान nanomedicine के cornerstones में से कुछ हैं। विशेष रूप से नैनोकणों कैंसर के इलाज में एक विस्तृत आवेदन मिल गया है। नैनोकणों कि डिजाइन, आवेदन, और ट्यूमर microenvironment पर आधारित उत्पादन में लचीलेपन का एक उच्च डिग्री प्रदान करते नैदानिक व्यवहार में तेजी से अनुवाद के साथ और अधिक प्रभावी होने के लिए पेश कर रहे हैं। बहुलक micellar नैनो-वाहक दवा वितरण अनुप्रयोगों के लिए एक शानदार विकल्प है।
इस अनुच्छेद में, हम एक अच्छी तरह से परिभाषित amphiphilic रैखिक-वृक्ष के समान copolymer (telodendrimer, टीडी) की आत्म विधानसभा के आधार पर दवा भरी हुई, डाइसल्फ़ाइड पार से जुड़े micelles synthesizing के लिए एक सरल और प्रभावी प्रोटोकॉल का वर्णन। टीडी पॉलीथीन जीएल से बना हैycol (खूंटी) हाइड्रोफिलिक खंड और एक अमाइन समाप्त खूंटी करने के लिए कोर के गठन हाइड्रोफोबिक आधा भाग जुड़ी चरणबद्ध समाधान आधारित पेप्टाइड रसायन विज्ञान का उपयोग कर के रूप में एक Thiolated cholic एसिड क्लस्टर के रूप में। ऐसे पैक्लिटैक्सेल (PTX) के रूप में रसायन चिकित्सा दवाओं, एक मानक विलायक वाष्पीकरण विधि का उपयोग कर लोड किया जा सकता है। हे 2 मध्यस्थता ऑक्सीकरण पहले से टीडीएस पर मुक्त thiol समूहों से इंट्रा-micellar डाइसल्फ़ाइड पार लिंक के लिए फार्म का उपयोग किया गया था। हालांकि, प्रतिक्रिया धीमी गति से और बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए संभव नहीं था। हाल ही में, एक एच 2 ओ 2 मध्यस्थता ऑक्सीकरण विधि एक और अधिक व्यावहारिक और कुशल दृष्टिकोण के रूप में पता लगाया गया था, और यह 96 बार पहले की रिपोर्ट विधि की तुलना में तेजी से गया था। इस दृष्टिकोण का प्रयोग, PTX से भरी हुई है, डाइसल्फ़ाइड पार से जुड़े नैनोकणों की 50 ग्राम सफलतापूर्वक संकीर्ण कण आकार के वितरण और उच्च दवा लोडिंग क्षमता के साथ उत्पादन किया गया है। जिसके परिणामस्वरूप मिसेल समाधान की स्थिरता को इस तरह के सह-ऊष्मायन w के रूप में खलल न डालें शर्तों का उपयोग विश्लेषण किया जाता हैएक डिटर्जेंट, सोडियम सल्फेट dodecyl, के साथ या एक एजेंट को कम करने के बिना ith। जब उनके गैर-पार से जुड़े समकक्षों की तुलना में मादक पदार्थों से भरी हुई है, डाइसल्फ़ाइड पार से जुड़े micelles कम रक्तलायी गतिविधि का प्रदर्शन किया।
Introduction
नैनो एक तेजी से उभरता हुआ क्षेत्र है कि जैव चिकित्सा क्षेत्रों 1 के एक नंबर लाभ हुआ है। नैनोकणों डिजाइन और गुण है कि पारंपरिक चिकित्सा विज्ञान के अन्य प्रकारों के साथ संभव नहीं हैं ट्यूनिंग के लिए अवसर प्रदान करते हैं। नैनो वाहक बायो़डीग्रेडेशन के खिलाफ दवाओं की स्थिरता को बढ़ाने, लम्बा खींच दवा प्रचलन समय, दवा घुलनशीलता मुद्दों पर काबू पाने, और ठीक-देखते लक्षित दवा वितरण के लिए और सह पहुंचाने इमेजिंग एजेंट 1,2 के लिए हो सकता है। Nanoparticle आधारित वितरण प्रणाली कैंसर इमेजिंग और उपचार में वादा पकड़। ट्यूमर vasculatures अणुओं को टपकाया हैं और बढ़ाया पारगम्यता और प्रतिधारण (EPR) प्रभाव 3 माध्यम से ट्यूमर स्थलों पर नैनोकणों घूम के तरजीही संचय के लिए नेतृत्व कर सकते हैं। कई नैनो-वाहक (जैसे, liposomes, हाइड्रोजेल, और polymeric micelles) कि सक्रिय रूप से कैंसर रोधी दवाओं के लिए वाहक के रूप में चलाया जा रहा है के अलावा, बहुलक micelles वें ओवर में व्यापक लोकप्रियता हासिल की हैई पिछले एक दशक से 4,5।
Polymeric micelles एक thermodynamic प्रणाली है कि, नसों में प्रशासन पर, संभावित महत्वपूर्ण मिसेल एकाग्रता (सीएमसी) के नीचे पतला किया जा सकता, unimers में उनके हदबंदी के लिए अग्रणी रहे हैं। पार से जोड़ने की रणनीतियों unimers में micellar हदबंदी को कम से कम करने के लिए नियोजित किया गया है। हालांकि, जरूरत से ज्यादा स्थिर micelles लक्ष्य स्थलों पर रिहा, जिससे समग्र चिकित्सीय प्रभावकारिता को कम से दवा रोक सकता है। कई रासायनिक दृष्टिकोण बनाने के लिए लगाया गया है पार से जोड़ने रिडॉक्स के जवाब में या इस तरह के कम करने योग्य डाइसल्फ़ाइड बांड 6.7 और पीएच-cleavable 8 या hydrolysable एस्टर बांड 9,10 के रूप में बाहरी उत्तेजनाओं, के लिए degradable।
हम पहले से डिजाइन और micellar वृक्ष के समान cholic एसिड (सीए) ब्लॉक और रैखिक पॉलीथीन ग्लाइकोल (खूंटी) copolymers, से मिलकर नैनोकणों के संश्लेषण के रूप telodendrimers (टीडी) के लिए भेजा 11-15 सूचना दी है </sup>। ये टीडीएस खूंटी एन.के. -CAy (जहां kilodaltons (कश्मीर) में एन = आणविक वजन, y = (सीए) इकाइयों cholic एसिड की संख्या) के रूप में प्रतिनिधित्व कर रहे हैं। वे इस तरह के पैक्लिटैक्सेल (PTX) और हाइड्रोफोबिक कोर में डॉक्सोरूबिसिन (DOX) के रूप में encapsulating दवाओं में उनके छोटे आकार, लंबे समय तक शैल्फ जीवन, और उच्च दक्षता की विशेषता है। ऐसे खूंटी, लाइसिन, और सीए, के रूप में टीडी की इमारत ब्लॉकों, biocompatible रहे हैं, और एक खूंटी प्रभामंडल की मौजूदगी एक "चुपके" nanoparticle चरित्र प्रदान कर सकते हैं, रेटिक्युलोएंडोथीलियल सिस्टम के द्वारा micellar नैनोकणों के गैर विशिष्ट तेज रोकने।
Thiolated रैखिक-वृक्ष के समान पॉलिमर आसानी से हमारे मानक टीडीएस के वृक्ष के समान oligo-लाइसिन रीढ़ की हड्डी में cysteines शुरू करने से उत्पन्न किया जा सकता है। यह लेख (चित्रा 1) टीडीएस के हाइड्रोफोबिक कोर में डाइसल्फ़ाइड पार लिंक शुरू करने से एक reversibly पार से जुड़े micellar दवा वितरण प्रणाली के उत्पादन के लिए एक सतही प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
कई नैनोकणों दवा वितरण में अपनी क्षमता का उपयोग करने के लिए जांच की गई है। लिपोसोमल डॉक्सोरूबिसिन और Paclitaxel (PTX) -loaded मानव सीरम albumin नैनो-समुच्चय nanotherapeutics कैंसर के इलाज के लिए एफडीए द्वारा अनुमोदित शामिल हैं। हाल?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors thank Ms.Alisha Knudson for the editorial help. They would also like to acknowledge the financial support from the NIH/NCI (3R01CA115483, to K.S.L.), the DoD PRMRP Award (W81XWH-13-1-0490, to K.S.L.), the NIH/NCI (1R01CA199668, to Y.L.), and the NIH/NICHD (1R01HD086195, to Y.L.).
Materials
| MeO-PEG5K-NH2 | Rapp Polymere | 125000-2 | |
| Fmoc-Lys(Fmoc)-OH | Aaptec | AFK107 | |
| Fmoc-Lys(Boc)-OH | Anaspec | AS-20132 | |
| Fmoc-Cys(Trt)-OH | Aapptec | AAC105 | |
| Dimethylformamide | Fisher Scientific | BP1160-4 | |
| Ethyl ether | Fisher Scientific | E134-20 | |
| N,N-Diisopropylethylamine | Sigma Aldrich | D125806 | |
| Trifluoroacetic acid | Sigma Aldrich | T6508 | Corrosive, handle with care |
| 4-methyl piperidine | Alfa-Aesar | L-02709 | |
| Ebes linker | Anaspec | AS-61924 | |
| Cholic acid | Sigma Aldrich | C1129 | |
| 1,2-Ethanedithiol | Sigma Aldrich | 02390 | Handle inside fume hood. Bleach gloves after usage |
| Triisopropylsilane | Sigma Aldrich | 233781 | |
| Chloroform (anhydrous) | Sigma Aldrich | 288306 | |
| Hydrogen peroxide solution 30% | Aaron Industries | NA | |
| HoBt-Cl | Aaptec | CXZ096 | |
| DIC | Sigma Aldrich | D125407 | |
| Female athymic nude mice (Nu/Nu strain), 6–8 weeks age | Harlan (Livermore, CA) | ||
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