Umfassende Bewertung der Wirksamkeit und Sicherheit von Plazenta-gezielte Medikamentenverabreichung mit drei komplementäre Methoden
Summary
Wir beschreiben eine System, das drei Methoden zur Bewertung der Sicherheit und Wirksamkeit von Plazenta-gezielte Medikamentenverabreichung nutzt: in-Vivo Bildgebung zur Überwachung der Nanopartikel Akkumulation, Hochfrequenz-Ultraschall, Plazenta und fetalen Entwicklung zu überwachen , und HPLC, Drug-Delivery, Gewebe zu quantifizieren.
Abstract
Keine wirksamen Therapien gibt es derzeit für Plazenta-assoziierten Schwangerschaftskomplikationen und Entwicklung von Strategien für die gezielte Abgabe von Medikamenten, die Plazenta bei gleichzeitiger Minimierung der fetalen und mütterlichen Nebenwirkungen bleibt eine Herausforderung. Gezielte Nanopartikel Träger bieten neue Möglichkeiten für plazentare Störungen zu behandeln. Wir zeigten vor kurzem, dass eine synthetische plazentar Chondroitinsulfat A Bindung Peptid (PlCSA-BP) verwendet werden könnte um Nanopartikel um Drogen, die Plazenta zu liefern. In diesem Protokoll beschreiben wir im Detail ein Systems zur Bewertung der Effizienz der Drug-Delivery der Plazenta durch PlCSA-BP, die drei separate Methoden in Kombination beschäftigt: in-Vivo Imaging, Hochfrequenz-Ultraschall (HFUS) und Hochleistungs- Flüssigkeitschromatographie (HPLC). Mit in Vivo wurden bildgebende, PlCSA-BP-geführte Nanopartikel visualisiert in der Plazenta von lebenden Tieren, während HFUS und HPLC nachgewiesen, dass PlCSA-BP-konjugiert Nanopartikel gezielt und effizient Methotrexat der Plazenta geliefert. So kann eine Kombination dieser Methoden als ein wirksames Instrument für die gezielte Gabe von Medikamenten, um die Plazenta und die Entwicklung neuer Behandlungsstrategien für mehrere Komplikationen während der Schwangerschaft verwendet werden.
Introduction
Plazenta-vermittelten schwangerschaftkomplikationen, einschließlich Pre-Eclampsia, schwangerschaftverlust, plazentaren Abbrechens und kleine gestational Alter (SGA), sind häufig und führen zu erheblichen fetalen und mütterlichen Morbidität und Mortalität1,2, 3, und sehr wenige Medikamente erwiesen sich als wirksam für die Behandlung von Schwangerschaft4,5Störungen. Die Entwicklung von Strategien für selektiver und sicherer Plazenta gezielte Medikamentenverabreichung während der Schwangerschaft bleibt eine Herausforderung in der modernen medikamentösen Therapie.
In den letzten Jahren haben mehrere Berichte auf die gezielte Abgabe von Medikamenten an uteroplazentalen Gewebe durch Nanopartikel Beschichtung mit Peptiden oder Antikörper als Plazenta-bezogene Werkzeuge konzentriert. Dazu gehören Antikörpers Anti-epidermalen Wachstumsfaktor-Rezeptor (EGFR)6 , Tumor-Homing Peptide (CGKRK und iRGD)7, Plazenta gezielt Peptide8, plazentare Gefäßsystem gezielt Peptide9 und Antikörper gegen die Oxytocin-Rezeptor-10.
Hier zeigen wir, dass eine synthetische plazentar Chondroitinsulfat A Bindung Peptid (PlCSA-BP) für die gezielte Bereitstellung von Nanopartikeln und ihre Droge Nutzlasten bis die Plazenta11verwendet werden kann. Die PlCSA-BP-geführte Nanopartikel sind komplementär zu den gemeldeten uteroplazentalen Ausrichtungsmethoden, denn sie richten sich an die Placenta Trophoblast.
Als nicht-invasive Methode in-Vivo Bildgebung verwendet wurde, um die Plazenta-spezifische Genexpression in Mäusen12überwachen und Indocyanine Green (ICG) ist weit verbreitet, Nanopartikel mit Fluoreszenz imaging Systeme13zu verfolgen, 14,15. So injiziert wir intravenös PlCSA-BP-konjugiert Nanopartikel geladen mit ICG (PlCSA-INPs), die PlCSA-INP-Verteilung bei schwangeren Mäusen mit einem Fluoreszenz-Imager zu visualisieren. Wir dann intravenös injiziert Methotrexat (MTX)-PlCSA-NPs in schwangeren Mäusen geladen. Hochfrequenz-Ultraschall (HFUS), andere nicht-invasive, Echtzeit-imaging-Tool16,17 diente der fetalen und plazentaren Entwicklung bei den Mäusen zu überwachen. Zu guter Letzt haben wir Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC), um MTX-Verteilung in der Plazenta und Föten zu quantifizieren.
In diesem Protokoll beschreiben wir ausführlich das drei-Methode-System verwendet, um die Bewertung der Effizienz der Plazenta-gezielte Medikamentenverabreichung durch PlCSA-BP-geführte darin.
Protocol
Representative Results
Discussion
In diesem Manuskript beschreiben wir ein drei-Methode-System zur Feststellung, ob PlCSA-BP-geführte Nanopartikel ein wirksames Instrument sind für die Abgabe von Medikamenten, die Plazenta-targeting. Die Verwendung von in-Vivo Bildgebung zur Überwachung der Infrarot-ICG Fluoreszenzsignal bestätigt die plazentale targeting Spezifität der PlCSA BP. Using HFUS und HPLC, wir zeigten, dass PlCSA-BP-konjugiert Nanopartikel MTX effizient nur zu liefern kann die Plazenta-Zellen, nicht für den Fötus.
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The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde unterstützt durch Zuschüsse aus der Nationalstiftung für Naturwissenschaften (81771617) und der naturwissenschaftlichen Grundlage der Provinz Guangdong (2016A030313178) an X.F. vergeben; einen Zuschuss von Shenzhen Grundlagenforschungsfonds (JCYJ20170413165233512) an X.F vergeben; und die Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health & menschliche Entwicklung der National Institutes of Health unter Preis Anzahl R01HD088549 (der Inhalt ist ausschließlich in der Verantwortung der Autoren und nicht unbedingt die offizielle Blick auf die National Institutes of Health), N.N.
Materials
| CD-1 mice | Beijing Vital River | 201 | Female (8-12 week) |
| Insulin syringe | BD | 328421 | for IV injection |
| Ethanol absolute | Sinopharm Chemical | 10009218 | for nanoparticles synthesis |
| Soybean lecithin | Avanti Polar Lipids | 441601 | for nanoparticles synthesis |
| DSPE-PEG-COOH | Avanti Polar Lipids | 880125 | for nanoparticles synthesis |
| PLGA | Sigma-Aldrich | 719897 | for nanoparticles synthesis |
| Ultrasonic processor | Sonics | VCX130 | for nanoparticles synthesis |
| Methotrexate (MTX) | Sigma-Aldrich | V900324 | for nanoparticles synthesis |
| Indocyanine green (ICG) | Sigma-Aldrich | 1340009 | for in vivo imaging |
| phosphate-buffered saline (PBS) | Hyclone | SH30028.01 | |
| IVIS spectrum instrument | Perkin Elmer | for in vivo imaging | |
| Ultrasound transmission gel | Guanggong | ZC4252418 | for ultrasound imaging |
| Isoflurane | Lunan Pharmaceutical | I0040 | for maintain the anesthesia |
| Depilatory cream | Nair | TMG001 | for removing fur |
| 40 MHz transducer | VisualSonics | MS550S | for ultrasound imaging |
| High-frequency ultrasound imaging system | VisualSonics | Vevo2100 | for ultrasound imaging |
| Avertin | Sigma-Aldrich | T48402 | for anesthesia |
| Syringe pump | Mindray | SK-500III | forcardiac perfusion |
| 0.9% saline solution | Meilunbio | MA0083 | forcardiac perfusion |
| 1.5 mL Polypropylene tubes | AXYGEN | MCT-150-C | |
| -80 °C freezer | Thermo Fisher Scientific | 88600V | |
| Centriguge | Cence | H1650R | |
| Perchloric acid | Sigma-Aldrich | 311421 | for precipitating protein |
| Homogenizer | SCIENTZ | SCIENTZ-48 | for homogenizing tissue |
| Syringe filter (0.45 μm) | Millipore | SLHV033RS01 | |
| Sodium hydroxide | Sinopharm Chemical | 10019763 | for solving MTX |
| HPLC vials | Waters | 670650620 | for HPLC |
| Potassium phosphate dibasic | Sinopharm Chemical | 20032117 | for HPLC |
| Acetonitrile | JKchemical | 932537 | for HPLC |
| C18 column | Waters | 186003966 | for HPLC |
| HPLC system | Shimadzu | for HPLC |
Riferimenti
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