Antigener skyddade funktionella röda blodkroppar av membranet Ympning av kompakt Hyperförgrenade Polyglyceroler
Summary
Cellmembranet modifiering av röda blodkroppar (RBC) med hyperförgrenad polyglycerol (HPG) presenteras. Modifierade RBC präglades av vatten två fas partitionering osmotisk bräcklighet och komplement lys. Kamouflage av ytproteiner och antigener utvärderades med användning av flödescytometri och Micro Typing System (MTS) blod fenotypning kort.
Abstract
Röda blodkroppar (RBC) transfusion är avgörande för behandling av ett antal akuta och kroniska medicinska problem såsom thalassemi major och sicklecellanemi 1-3. På grund av närvaron av många antigener på RBC ytan (~ 308 kända antigener 4), patienter i kronisk blodtransfusion terapi utveckla alloantikroppar grund av miss matchen mindre antigener på transfunderade RBC 4, 5. Ympning av hydrofila polymerer, såsom polyetylenglykol (PEG) och hyperförgrenad polyglycerol (HPG) bildar ett undantag skikt på RBC-membran som förhindrar interaktionen av antikroppar med ytantigener utan att påverka passagen av små molekyler såsom syre, glukos, och joner 3. För närvarande finns ingen metod tillgänglig för alstring av universella röda blodkroppar donator delvis på grund av den skrämmande utmaning genom närvaron av ett stort antal antigener (protein och kolhydrat baserad) på RBC ytan och dUTVECKLING sådana metoder kommer att avsevärt förbättra transfusion säkerhet och dramatiskt förbättra tillgängligheten och användningen av RBC. I denna rapport är experiment som används för att utveckla antigen skyddade funktionella RBC genom membranet ympning av HPG och deras karakterisering presenteras. HPGs är biokompatibla mycket kompakta polymerer 6, 7, och förväntas ligga inom cellen glykokalyx som omger lipidmembranet 8, 9 och mask RBC ytantigener 10, 11.
Protocol
Representative Results
Discussion
Universal givare RBC har stor potential för att öka blod tillgänglighet och säkerhet för blodtransfusion terapi. RBC anses också lovande bärare av läkemedel på grund av deras långa cirkulation och inneboende biokompatibilitet 14, 15. Experiment som presenteras i detta dokument utvärdera in vitro hos HPG modifierade RBC. In vitro fastigheter och in vivo cirkulation av HPG modifierade röda blodkroppar har undersökts i vår grupp nyligen 8, 11. Delningen av RBC …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denna forskning har finansierats av de kanadensiska Blood Services (CBS) och den kanadensiska Institutes of Health Science (CIHR) forskningssamarbete fonden. Författarna tackar LMB makromolekyl Hub på UBC Centrum för Blood forskning för användningen av deras forskningsanläggningar. Den infrastruktur stöds av Kanada grunden för innovation (CFI) och Michael Smith Stiftelsen för hälsoforskning (MSFHR). R. Chapanian är mottagare av (CIHR / CBS) postdoktorsstipendier i Transfusion vetenskap och en mottagare av MSFHR forskning praktikplats doktorandtjänst. JN Kizhakkedathu är mottagare av MSFHR Karriär Investigator Scholar Award.
Materials
| Glycidol | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| Trimethylolpropane | Fluka | (ON, Canada) | |
| Potassium methylate | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| Anhydrous pyridine | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| 4-Dimethylaminopyridine | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| Succinic anhydride | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| Acetone | Fisher Scientific | (ON, Canada) | |
| Anhydrous dimethyl formamide | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| N-Hydroxysuccinimide | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| N,N’-Diisopropylcarbodiimide | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| MTS cards | Micro Typing System (MTS) cards (FL, USA) | ||
| Dextran 500 kDa | Pharmacia Fine Chemicals | (Sweden) | |
| PEG 8 kDa | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| FITC monoclonal anti-Rhesus D (RhD) | Quotient Biodiagnostics | (PA, USA) | |
| PE monoclonal anti-CD47 | BD Biosciences | (NJ, USA) | |
| Drabkin’s reagent | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| Table. Chemicals and reagents used for the grafting of HPG polymers to RBC membrane and their analysis. |
References
- Bradley, A. J., Murad, K. L., Regan, K. L., Scott, M. D. Biophysical consequences of linker chemistry and polymer size on stealth erythrocytes: size does matter. Biochim. Biophys. Acta. 1561 (2), 147-158 (2002).
- Murad, K. T., Mahany, K. L., Brugnara, C., Kuypers, F. A., Eaton, J. W., Scott, M. D. Structural and functional consequences of antigenic modulation of red blood cells with methoxypoly(ethylene glycol. Blood. 93 (6), 2121-2127 (1999).
- Scott, M. D., Murad, K. L., Koumpouras, F., Talbot, M., Eaton, J. W. Chemical camouflage of antigenic determinants: Stealth erythrocytes. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 94 (14), 7566-7571 (1997).
- Daniels, G., Reid, M. E. Blood groups: the past 50 years. Transfusion. 50 (2), 281-289 (2010).
- Murad, K. L., Gosselin, E. J., Eaton, J. W., Scott, M. D. Stealth cells: Prevention of major histocompatibility complex class II-mediated T-cell activation by cell surface modification. Blood. 94 (6), 2135-2141 (1999).
- Kainthan, R. K., Hester, S. R., Levin, E., Devine, D. V., Brooks, D. E. In vitro biological evaluation of high molecular weight hyperbranched polyglycerols. Biomaterials. 28 (31), 4581-4590 (2007).
- Kainthan, R. K., Janzen, J., Levin, E., Devine, D. V., Brooks, D. E. Biocompatibility testing of branched and linear polyglycidol. Biomacromolecules. 7 (3), 703-709 (2006).
- Chapanian, R., Constantinescu, I., Brooks, D. E., Scott, M. D., Kizhakkedathu, J. N. In vivo circulation, clearance, and biodistribution of polyglycerol grafted functional red blood cells. Biomaterials. 33 (10), 3047-3057 (2012).
- Chapanian, R., Constantinescu, I., Rossi, N. A. A., Medvedev, N., Brooks, D. E., Scott, M. D., Kizhakkedathu, J. N. Influence of polymer architecture on antigens Camouflage, CD47 protection and complement mediated lysis of surface grafted red blood cells. Biomaterials. 33 (31), 7871-7883 (2012).
- Rossi, N. A. A., Constantinescu, I., Brooks, D. E., Scott, M. D., Kizhakkedathu, J. N. Enhanced cell surface polymer grafting in concentrated and nonreactive aqueous polymer solutions. J. Am. Chem. Soc. 132 (10), 3423-3430 (2010).
- Rossi, N. A. A., Constantinescu, I., Kainthan, R. K., Brooks, D. E., Scott, M. D., Kizhakkedathu, J. N. Red blood cell membrane grafting of multi-functional hyperbranched polyglycerols. Biomaterials. 31 (14), 4167-4178 (2010).
- Muzykantov, V. R., Smirnov, M. D., Domogatsky, S. P. Hemolytic complement activity assay in microtitration plates. J. App. Biochem. 7 (3), 223-227 (1985).
- Walter, H., Brooks, D. E., Fisher, D. . Partitioning in aqueous two-phase systems: theory, methods, uses, and applications to biotechnology. , (1985).
- Rossi, L., Serafini, S., Pierige, F., Antonelli, A., Cerasi, A., Franternale, A., et al. Erythrocyte-based drug delivery. Expert Opin. Drug Deliv. 2 (2), 311-322 (2005).
- Walter, H., Krob, E. J., Brooks, D. E. Membrane surface properties other than charge involved in cell separation by partition in polymer, aqueous 2-phase systems. 생화학. 15 (14), 2959-2964 (1976).
- Muzykantov, V. R., Murciano, J. C., Taylor, R. P., Atochina, E. N., Herraez, A. Regulation of the complement-mediated elimination of red blood cells modified with biotin and streptavidin. Anal Biochem. 241 (1), 109-119 (1996).
