Presentert her er en protokoll for bruk av alginat som polymer i mikroenkapsling av udødelige celler for langsiktig levering av biologer til gnagerøyne.
Mange nåværende terapeutiske midler under utvikling for sykdommer i den bakre stangen i øyet er biologer. Disse stoffene må administreres ofte, vanligvis via intravitreale injeksjoner. Innkapslede celler som uttrykker den biologiske av valget blir et verktøy for lokal proteinproduksjon og frigjøring (f.eks. via langsiktig legemiddellevering). I tillegg benytter innkapslingssystemer permeable materialer som tillater diffusjon av næringsstoffer, avfall og terapeutiske faktorer inn og ut av celler. Dette skjer mens du maskerer cellene fra vertens immunrespons, og unngår behovet for undertrykkelse av vertsimmunsystemet. Denne protokollen beskriver bruken av alginat som polymer i mikroenkapsling kombinert med elektrospraymetoden som mikroenkapslingsteknikk. ARPE-19 celler, en spontant oppstår menneskelig RPE cellelinje, har blitt brukt i langsiktige celleterapi eksperimenter på grunn av sin levetid funksjonalitet, og det brukes her for innkapsling og levering av kapslene til musen øyne. Manuskriptet oppsummerer trinnene for cellemikroenkapsling, kvalitetskontroll og okulær levering.
Cellebaserte terapier representerer revolusjonerende biologiske teknikker som har blitt brukt mye i medisin. Nylig har de blitt brukt med hell i behandlingen av nevrodegenerative sykdommer, øyesykdommer og kreft. Celleterapi dekker et bredt spekter av felt fra celleerstatning til legemiddellevering, og denne protokollen fokuserer på sistnevnte. Biologisk nedbrytbare alginatmikrokapsler (MC) har vist effektivitet som leveringssystem, og de blir mye brukt i biomedisinsk felt. Alginat har blitt brukt i mikroenkapsling på grunn av sin enkle gelling prosess, biologisk nedbrytbarhet, utmerket biokompatibilitet, og stabilitet under in vivo forhold1,2,3,4.
Elektrospraymetoden, som mikroenkapslingsteknikk, har blitt brukt til å innkapsle peptider og proteiner ved hjelp av alginat (base polymer) og poly-l-ornithin (sekundær belegg polymer). Begge polymerer er naturlig funnet og brukes til deres biokompatibilitet5,6,7. Men den største utfordringen i cellebasert terapi er undertrykkelse av vertsimmunsystemet for å unngå bivirkninger forårsaket av immunsuppressive legemidler. Permeabiliteten av alginatmikrokapsler regnes som en egnet egenskap for celleinnkapsling, noe som gjør det mulig å spre næringsstoffer, avfall og terapeutiske faktorer inn og ut av celler mens du maskerer dem fra vertenimmunrespons8,9,10.
I øyet har innkapslede celler blitt brukt i kliniske studier for konstant levering av biologer (dvs. vekstfaktorer11,,12 og vekstfaktorantagonister13) for behandling av retinitt pigmentosa eller aldersrelatert makuladegenerasjon. Andre mål som komplementhemmere14 blir også undersøkt i prekliniske omgivelser.
Denne celleinnkapslingsteknikken er relativt rask og enkel å utføre; Visse punkter må imidlertid huskepå for å oppnå nøyaktige nedstrømsresultater. Celler bør opprettholdes i kultur i en Petri-skål før innkapsling og holdes på riktig samløp. Innkapsling bør utføres i en riktig ventilasjonshette med regulert luftstrøm, om mulig. For sterk av en luftstrøm kan påvirke kapseldannelse, spesielt i langsiktige eksperimenter. Sterile redskaper og løsninger er avgjørende for langsiktig vedlikehold av celler i …
The authors have nothing to disclose.
Studien ble delvis støttet av tilskudd tildelt B.R. av National Institutes of Health (R01EY019320), Department of Veterans Affairs (RX000444 og BX003050), og South Carolina SmartState Endowment.
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 |