Mitigazione dell'attaccamento delle cellule trasmesse dal sangue agli impianti metallici attraverso l'immobilizzazione peptidica derivata da CD47

Vaishali  V. Inamdar; Emmett  G. Fitzpatrick; Ivan  S. Alferiev; Robert  J. Levy; Stanley  J. Stachelek; Ilia Fishbein

doi:10.3791/61545

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Articolo metodologico

Mitigazione dell'attaccamento delle cellule trasmesse dal sangue agli impianti metallici attraverso l'immobilizzazione peptidica derivata da CD47

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DOI:

10.3791/61545

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3 dicembre 2020

Vaishali V. Inamdar¹ , Emmett G. Fitzpatrick¹ , Ivan S. Alferiev¹^,² , Robert J. Levy¹^,² , Stanley J. Stachelek^*¹^,² , Ilia Fishbein^*¹^,²

¹The Children's Hospital of Philadelphia, ²Department of Pediatrics, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania

^* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

Presentato qui è un protocollo per l'aggiunta di peptide CD47 (pepCD47) a stent metallici usando la chimica del polibisfosfonato. La funzionalizzazione degli stent metallici utilizzando pepCD47 impedisce l'attacco e l'attivazione di cellule infiammatorie migliorando così la loro biocompatibilità.

Abstract

Le complicazioni chiave associate agli stent bare metal e agli stent di eluizione dei farmaci sono rispettivamente la restenosi in-stent e la trombosi dello stent tardivo. Pertanto, migliorare la biocompatibilità degli stent metallici rimane una sfida significativa. L'obiettivo di questo protocollo è quello di descrivere una robusta tecnica di modifica della superficie metallica da parte di peptidi biologicamente attivi per aumentare la biocompatibilità degli impianti medici che contattano il sangue, compresi gli stent endovascolari. CD47 è un marcatore immunologico specifico per specie di sé e ha proprietà antinfiammatorie. Studi hanno dimostrato che un peptide aminoacido 22 corrispondente al dominio Ig del CD47 nella regione extracellulare (pepCD47), ha proprietà antinfiammatorie come la proteina a figura intera. Studi in vivo sui ratti e studi ex vivo su sistemi sperimentali di conigli e sangue umano del nostro laboratorio hanno dimostrato che l'immobilizzazione pepCD47 sui metalli migliora la loro biocompatibilità prevenendo l'attaccamento e l'attivazione delle cellule infiammatorie. Questo documento descrive il protocollo passo-passo per la funzionalizzazione delle superfici metalliche e l'attacco peptidico. Le superfici metalliche sono modificate utilizzando bisfosfato di poliallammina con gruppi tioli latenti (PABT), seguiti dalla deprotezione dei tioli e dall'amplificazione dei siti tiolo-reattivi per reazione con polietileneimina installata con gruppi piridilditio (PEI-PDT). Infine, pepCD47, incorporando residui terminali di cisteina collegati alla sequenza peptidica del nucleo attraverso un doppio distanziale 8-ammino-3,6-diossa-ottanoil, sono attaccati alla superficie metallica tramite legami disolfuro. Questa metodologia di attacco peptidico alla superficie metallica è efficiente e relativamente economica e può quindi essere applicata per migliorare la biocompatibilità di diversi biomateriali metallici.

Introduzione

L'intervento coronarica percutanea è la prima linea di terapia per il trattamento delle malattie coronarie (CAD) e comporta principalmente lo stenting delle arterie mante. Tuttavia, la restenosi in-stent (ISR) e la trombosi stent sono complicazioni comuni associate alla distribuzione stent¹. L'interazione del sangue all'interfaccia sangue-stent è caratterizzata da un adsorbimento quasi immediato delle proteine plasmatiche sulla superficie metallica, seguito da attacco piastrinica e cellulare infiammatorio e attivazione². Il rilascio delle citochine infiammatorie e delle chemiochine dalle cellule infiammatorie attivate po....