Gekapselte Zelltechnologie für die Lieferung von Biologika an das Mausauge
Summary
Hier wird ein Protokoll zur Verwendung von Alginat als Polymer bei der Mikroverkapselung von verewigten Zellen zur langfristigen Lieferung von Biologika an Nagetieraugen vorgestellt.
Abstract
Viele aktuelle Therapeutika in Der Entwicklung für Erkrankungen der hinteren Pol des Auges sind Biologika. Diese Medikamente müssen häufig verabreicht werden, in der Regel über intravitreale Injektionen. Verkapselte Zellen, die das Biologische der Wahl exzessiver exzessiver exzessierend sind, werden zu einem Werkzeug für die lokale Proteinproduktion und -freisetzung (z. B. durch langfristige Medikamentenabgabe). Darüber hinaus verwenden Verkapselungssysteme durchlässige Materialien, die die Diffusion von Nährstoffen, Abfällen und therapeutischen Faktoren in und aus Zellen ermöglichen. Dies geschieht, während die Zellen aus dem Wirt Immunantwort maskiert, Vermeidung der Notwendigkeit der Unterdrückung des Wirts-Immunsystem. Dieses Protokoll beschreibt die Verwendung von Alginat als Polymer in der Mikroverkapselung gekoppelt mit dem Elektrospray-Verfahren als Mikroverkapselungstechnik. ARPE-19-Zellen, eine spontan entstehende humane RPE-Zelllinie, wurde aufgrund ihrer Lebensdauer in Langzeit-Zelltherapieexperimenten eingesetzt und wird hier zur Verkapselung und Abgabe der Kapseln an Mausaugen eingesetzt. Das Manuskript fasst die Schritte zur Zellmikroverkapselung, Qualitätskontrolle und Augenzustellung zusammen.
Introduction
Zellbasierte Therapien stellen revolutionäre biologische Techniken dar, die in der Medizin weit verbreitet sind. Kürzlich wurden sie erfolgreich bei der Behandlung von neurodegenerativen Erkrankungen, Augenerkrankungen und Krebs angewendet. Zelltherapien decken ein breites Spektrum von Bereichen ab, vom Zellersatz bis zur Medikamentenabgabe, und dieses Protokoll konzentriert sich auf Letzteres. Biologisch abbaubare Alginat-Mikrokapseln (MC) haben Wirksamkeit als Abgabesystem gezeigt, und sie werden immer weit verbreitet im biomedizinischen Bereich verwendet. Alginat wurde in der Mikroverkapselung aufgrund seines einfachen Gelierprozesses, der biologischen Abbaubarkeit, der ausgezeichneten Biokompatibilität und der Stabilität unter in vivo Bedingungen1,2,3,4verwendet.
Das Elektrospray-Verfahren wurde als Mikroverkapselungstechnik erfolgreich eingesetzt, um Peptide und Proteine mit Alginat (Basispolymer) und Poly-l-Ornithin (Sekundärbeschichtungspolymer) zu verkapseln. Beide Polymere sind natürlich erweise wiedergefunden und für ihre Biokompatibilitätverwendet 5,6,7. Die Hauptherausforderung bei zellbasierten Therapien ist jedoch die Unterdrückung des Wirtsimmunsystems, um Nebenwirkungen zu vermeiden, die durch immunsuppressive Medikamente verursacht werden. Die Durchlässigkeit von Alginat-Mikrokapseln gilt als geeignete Eigenschaft für die Zellverkapselung, die die Diffusion von Nährstoffen, Abfällen und therapeutischen Faktoren in und aus Zellen ermöglicht, während sie vom Wirt Immunantwort8,9,10maskiert werden.
Im Auge wurden verkapselte Zellen in klinischen Studien zur konstanten Abgabe von Biologika (d. h. Wachstumsfaktoren11,12 und Wachstumsfaktor-Antagonisten13) zur Behandlung von Retinitis pigmentosa oder altersbedingter Makuladegeneration eingesetzt. Andere Ziele wie Komplementhemmer14 werden derzeit ebenfalls in präklinischen Umgebungen untersucht.
Protocol
Representative Results
Discussion
Diese Zellverkapselungstechnik ist relativ schnell und einfach durchzuführen. bestimmte Punkte müssen jedoch im Auge behalten werden, um genaue nachgelagerte Ergebnisse zu erhalten. Zellen sollten in kulturin einer Petrischale vor der Verkapselung gehalten und bei richtiger Konfluenz gehalten werden. Die Verkapselung sollte, wenn möglich, in einer richtigen Lüftungshaube mit geregeltem Luftstrom erfolgen. Zu stark von einem Luftstrom kann die Kapselbildung beeinflussen, vor allem in Langzeitexperimenten. Sterile Uten…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Studie wurde teilweise durch Stipendien unterstützt, die B. R. von den National Institutes of Health (R01EY019320), dem Department of Veterans Affairs (RX000444 und BX003050) und dem South Carolina SmartState Endowment gewährt wurden.
Materials
| 3 mL Syringe | BD | 309656 | |
| 30 G 1" Blunt needle | SAI Infusion technology | B30-100 | |
| Alginic acid sodium salt, from brown algae | Sigma | A0682 | |
| Atropine Sulfate Ophthalmolic solution (1%) | Akorn | NDC 17478-215-15 | for pupil dilation |
| BD 1 mL Syringe 26 G x 3/8 (0.45 mm x 10 mm) | Becton, Dickinson and Company | DG518105 500029609 REF 309625 | to generate the guide hole |
| Calcium chloride, Anhydrous, granular | Sigma | C1016 | |
| GenTeal Tears | Alcon | NDC 0078-0429-47 | to lubricate the eyes during anesthesia |
| Goniotaire: Hypromellose (2.5%) Ophthalmolic Demulcent Solution (Sterile) | Altaire Pharmaceuticals Inc. | NDC 59390-182-13 | to lubricate the eyes during anesthesia |
| Hamilton Needle/syringe Tip: 27 Gauge, Small Hub RN NDL, custum length (12mm), point style 3, 6/PK | Hamilton | 7803-01 | for intravitreal delivery of capsules |
| Hamilton Syringe: 2.5 µL, Model 62 RN SYR, NDL Sold Separately | Hamilton | 7632-01 | for intravitreal delivery of capsules |
| HEPES buffer, 1M | Fisher Bioreagents | BP299100 | |
| High voltage generator | ESD EMC Technology | ES813-D20 | |
| LIVE/DEAD Viability/Cytotoxicity Kit | Thermofisher Scientific | L3224 | |
| L-Ornithine hydrochloride, 99% | Alfa Aesar | A12111 | |
| Neomycin and Polymyxin B Sulfates and Dexamethasone Ophthalmolic Ointment | SANDOZ | NDC 61314-631-36 | antibiotic to prevent infection after intravitreal injection |
| Phenolephrine Hydrochloride Ophthalmolic Solution (2.5%) | Akorn | NDC 17478-201-15 | for pupil dilation |
| Sodium Chloride | Sigma | S-5886 | |
| Sterile syringe filters, 0.2 um | VWR | 28143-312 | |
| Syringe pump | GRASEBY | MS16A |
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