Введение в Ультразвуковое Целевые микропузырьков Техника Уничтожение
Summary
Ультразвуковое Целевые микропузырьков уничтожении (UTMD) может быть использован для прямого конкретным участкам доставки биологически активных молекул, включая терапевтические гены, чтобы органы-мишени доступным для УЗИ, таких как сердце и печень<sup> 1-6</sup>.
Abstract
В UTMD, биологически активных молекул, таких как отрицательно заряженные плазмидных векторов ДНК, кодирующей ген интерес, добавляют в катионной липидной оболочки микропузырьков контрастных агентов 7-9. У мышей, эти вектора несущих микропузырьков можно вводить внутривенно или непосредственно в левый желудочек сердца. В более крупных животных они могут также вводиться через внутрикоронарного катетер. Последующей доставки из обращения к органу-мишени происходит при акустической кавитации на резонансной частоте микропузырьков. Вполне вероятно, что механическая энергия, генерируемая микропузырьков разрушение влечет переходные образования пор в или между эндотелиальных клеток микроциркуляторного русла в целевом регионе 10. В результате этого sonoporation эффект, эффективность трансфекции в и через эндотелиальные клетки усиливается, и трансгенных-кодирования векторов вещества поступают в окружающие ткани. ДНК плазмиды, оставшихся в обращении, быстро разлагается под нуклеаз в крови, что еще больше снижает вероятность доставки без ультразвуком тканей и приводит к весьма конкретным органом-мишенью трансфекции.
Protocol
Discussion
UTMD представляет собой новый подход к генной доставки. В качестве платформы технологии она может быть объединена ни с одним из многих возможных стратегий генной терапии, чтобы доставить множество биологически активных молекул при высокой степени тканевой специфичности желательно. Ос?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Грантовая поддержка включала NHLBI HL080532, NHLBI HL073449, NCRR RR16453 и AHA Национальный грант в помощь премия (для RVS). Особую благодарность распространяется на дизайн дистанционного курса и консалтинг (DCDC) группы, dcdcgroup.org, за помощь с видео-продукции и Министерства образования США грант № P336C050047, которые основали DCDC.
Materials
| Name of the reagent/equipment | Company | Catalogue number | Comments |
|---|---|---|---|
| 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphatidylcholine | Sigma-Aldrich | P-5911 | component of the microbubble lipid shell |
| 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphatidylethanolamine | Sigma-Aldrich | P-3275 | component of the microbubble lipid shell |
| glucose | Sigma-Aldrich | G5400 | thought to stabilize the microbubbles |
| phosphate-buffered saline | Sigma-Aldrich | P5368 | |
| glycerol | Sigma-Aldrich | G5516 | believed to prevent microbubbles from coalescing |
| Octafluoropropane gas | AirGas | N/A | inert gas used in clinical applications |
| VialMix dental amalgamator | Bristol-Myers Squibb | N/A | |
| 1 MHz, 13mm, unfocused transducer | Olympus | A303S-SU | |
| 20 MHz Function/Arbitrary Waveform Generator | Agilent | 33220A | |
| Power Amplifier | Krohn-Hite Co. | Model 7500 | |
| Hydrophone | Bruel and Kjaer | Type 1803 | |
| Charge Amplifier | Bruel and Kjaer | Type 2634 | |
| 500 MHz Oscilloscope | LeCroy | 9354L | |
| VisualSonics’ Vevo 2100 Imaging System with 34 MHz transducer | VisualSonics | 2100 | |
| 27G one inch tail vein catheters | VisualSonics | N/A | |
| Genie Plus infusion pump | Kent Scientific | GENIE |
References
- Bekeredjian, R., Chen, S., Frenkel, P. A., Grayburn, P. A., Shohet, R. V. Ultrasound-targeted microbubble destruction can repeatedly direct highly specific plasmid expression to the heart. Circulation. 108, 1022-1026 (2003).
- Bekeredjian, R., Katus, H. A., Kuecherer, H. F. Therapeutic use of ultrasound targeted microbubble destruction: a review of non-cardiac applications. Ultraschall Med. 27, 134-140 (2006).
- Chen, S. Regeneration of pancreatic islets in vivo by ultrasound-targeted gene therapy. Gene Ther. 17, 1411-1420 (2010).
- Miao, C. H. Ultrasound enhances gene delivery of human factor IX plasmid. Hum Gene Ther. 16, 893-905 (2005).
- Shimoda, M., Chen, S., Noguchi, H., Matsumoto, S., Grayburn, P. A. In vivo non-viral gene delivery of human vascular endothelial growth factor improves revascularisation and restoration of euglycaemia after human islet transplantation into mouse liver. Diabetologia. 53, 1669-1679 (2010).
- Shohet, R. V. Echocardiographic destruction of albumin microbubbles directs gene delivery to the myocardium. Circulation. 101, 2554-2556 (2000).
- Sirsi, S., Borden, M. Microbubble Compositions, Properties and Biomedical Applications. Bubble Sci Eng Technol. 1, 3-17 (2009).
- Li, H. L. Ultrasound-targeted microbubble destruction enhances AAV-mediated gene transfection in human RPE cells in vitro and rat retina in vivo. Gene Ther. 16, 1146-1153 (2009).
- Lindner, J. R. Microbubbles in medical imaging: current applications and future directions. Nat Rev Drug Discov. 3, 527-532 (2004).
- Newman, C. M., Bettinger, T. Gene therapy progress and prospects: ultrasound for gene transfer. Gene Ther. 14, 465-475 (2007).
- Vancraeynest, D. Myocardial injury induced by ultrasound-targeted microbubble destruction: evidence for the contribution of myocardial ischemia. Ultrasound Med Biol. 35, 672-679 (2009).
