Tecnologia celular encapsulada para a entrega de biológicos ao olho do rato
Summary
Apresentado aqui é um protocolo para o uso de alginato como polímero na microencapsulação de células imortalizadas para entrega a longo prazo de biológicos aos olhos de roedores.
Abstract
Muitas terapêuticas atuais em desenvolvimento para doenças do pólo posterior do olho são biológicas. Estes medicamentos precisam ser administrados com freqüência, tipicamente através de injeções intravitreais. As células encapsuladas que expressam o biológico de escolha estão se tornando uma ferramenta para a produção e liberação de proteínas locais (por exemplo, via entrega de medicamentos a longo prazo). Além disso, os sistemas de encapsulamento utilizam materiais permeáveis que permitem a difusão de nutrientes, resíduos e fatores terapêuticos dentro e fora das células. Isso ocorre enquanto mascara as células da resposta imune do hospedeiro, evitando a necessidade de supressão do sistema imunológico hospedeiro. Este protocolo descreve o uso de alginato como um polímero em microencapsulamento juntamente com o método de eletrospray como uma técnica de microencapsulamento. As células ARPE-19, uma linha de células RPE humanas espontaneamente surgidas, tem sido usada em experimentos de terapia celular de longo prazo devido à sua funcionalidade de vida, e é usada aqui para encapsulamento e entrega das cápsulas aos olhos do rato. O manuscrito resume os passos para microencapsulamento celular, controle de qualidade e entrega ocular.
Introduction
As terapias baseadas em células representam técnicas biológicas revolucionárias que têm sido amplamente aplicadas na medicina. Recentemente, eles têm sido aplicados com sucesso no tratamento de doenças neurodegenerativas, doenças oculares e câncer. As terapias celulares abrangem uma ampla gama de campos, desde a substituição celular até a entrega de medicamentos, e este protocolo se concentra neste último. Microcápsulas de alginato biodegradável (MC) têm mostrado eficácia como um sistema de parto, e estão se tornando amplamente utilizadas no campo biomédico. O alginato tem sido utilizado na microencapsulação devido ao seu processo simples de gelagem, biodegradabilidade, excelente biocompatibilidade e estabilidade em condições in vivo1,2,3,4.
O método de eletrospray, como técnica de microencapsulamento, tem sido utilizado com sucesso para encapsular peptídeos e proteínas usando alginato (polímero base) e poli-l-ornithine (polímero de revestimento secundário). Ambos os polímeros são naturalmente encontrados e utilizados para sua biocompatibilidade5,6,7. No entanto, o principal desafio nas terapias de base celular é a supressão do sistema imunológico hospedeiro para evitar efeitos colaterais causados por drogas imunossupressoras. A permeabilidade das microcápsulas de alginato é considerada uma propriedade adequada para o encapsulamento celular, que permite a difusão de nutrientes, resíduos e fatores terapêuticos dentro e fora das células enquanto as mascara da resposta imune hospedeira8,,9,10.
No olho, as células encapsuladas têm sido utilizadas em ensaios clínicos para a entrega constante de biológicos (ou seja, fatores de crescimento11,12 e antagonistas do fator de crescimento13) para o tratamento da retinite pigmentosa ou degeneração macular relacionada à idade. Outros alvos, como inibidores complementares14, também estão sendo explorados em ambientes pré-clínicos.
Protocol
Representative Results
Discussion
Esta técnica de encapsulamento celular é relativamente rápida e fácil de executar; no entanto, alguns pontos devem ser mantidos em mente para obter resultados precisos a jusante. As células devem ser mantidas na cultura em uma placa de Petri antes do encapsulamento e mantidas em confluência adequada. O encapsulamento deve ser realizado em uma capa de ventilação adequada com fluxo de ar regulado, se possível. Uma corrente de ar muito forte pode afetar a formação de cápsulas, especialmente em experimentos de lo…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
O estudo foi apoiado, em parte, por subvenções concedidas a B. R. pelos Institutos Nacionais de Saúde (R01EY019320), pelo Departamento de Assuntos dos Veteranos (RX000444 e BX003050) e pelo South Carolina SmartState Endowment.
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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