Polianhidrid Nanopartiküller Yüksek throughput Karbonhidrat sentezi ve işlevsel
Summary
Bu makale, yüksek bir verim yöntemi antijen sunan hücreler üzerinde belirli reseptörlerine yönelik olarak kullanım için polianhidrid Nanopartiküllerin yüzeyine oligosaccharidler ve ekin sentezi için sunulmuştur.
Abstract
Bu malzeme tasarım, nanoteknoloji, kimya ve immünoloji gibi alanlarda ilgili Transdisipliner yaklaşımlar rasyonel etkili aşılar taşıyıcıları tasarlamak için kullanılmıştır gerekir. Nanopartikül-tabanlı platformlar aşı immünojenitesi 1 artırabilirsiniz aşı antijenleri sebat uzatabilir. Çeşitli biyo-bozunabilir polimerler aşı dağıtım araçları 1 olarak ele alınmıştır, özellikle de, polianhidrid partikülleri stabil protein antijenleri arasında sürekli bir şekilde tahliye edilmesini sağlayacak ve antijen sunan hücreler aktif hale getirmek ve bağışıklık yanıtı 2-12 modüle etmek için yeteneğini göstermişlerdir.
Bu aşı taşıyıcıların moleküler tasarım polimerin özelliklerinin rasyonel seçimi gibi uygun bir hedef ajanların eklenmesi entegre gerekiyor. Ligandlar ve fonksiyonlandırılmış parçacıklar hedefliyorsunuz Yüksek throughput otomatik imalat geniş bir r çalışma yeteneğini artıracak güçlü bir araçtırözelliklerinin ange ve tekrarlanabilir bir aşı uygulama araçları tasarımına yol açacaktır.
Bağışıklık hücreleri belirli reseptörleri tarafından kabul olma yeteneğine sahip ligandların hedefleme Ayrıca 10,11,13 C-tipi lektin reseptörleri (CLRs) üzerine karbonhidrat mevcut tanıması örüntü tanıma reseptörleri (PRR) olan modüle ve kişiye bağışıklık yanıtlarını gösterilmiştir patojenlerin yüzey. CLRs ile bağışıklık hücreleri antijene uyarılması ve daha da T hücresi aktivasyonu için 14,15 sonraki sunum geliştirilmiş interne sağlar. Bu nedenle, karbonhidrat molekülleri immün yanıtın çalışmada önemli bir rol oynar, ancak bu biyomoleküllerin kullanımı sıklıkla yapısal olarak iyi tanımlanmış ve saf karbonhidrat kullanılabilirlik eksikliğinden muzdarip. Çözüm fazlı reaksiyonlar iteratif dayalı bir otomasyon platformu anlamlı derecede düşük b kullanarak bu zorlu sentetik moleküllerin hızlı ve kontrollü sentezi etkinleştirebilirsinizGeleneksel bir katı-faz yöntemleri 16,17 'den blok miktarlarda uilding.
Bu yazıda böyle bir ara arıtma için fluorous katı-faz ekstraksiyon ile mannoz tabanlı ligandları olarak oligosakkarid otomatikleştirilmiş bir çözüm-faz sentezi için bir protokol rapor. Karbonhidrat bazlı hedeflemeyi ajan yapmak için otomatik yöntemler geliştirilmesi sonra, daha önce açıklandığı gibi 10 LabVIEW tarafından işletilen bir otomatik robotlu kurulum istihdam polianhidrid Nano partikülleri yüzeyinde bağlılığını yöntemleri açıklanmaktadır. Karbonhidrat ile yüzeyi fonksiyonlandırmalar CLRs 10,11 hedefleme ve ortaya çıkarmak bir çoklu-parametrik sistemi ile ilişkili karmaşıklıklara büyük bir değer (Şekil 1a) olacak kadar imalat yönteminin verim artan etkinlik göstermiştir.
Protocol
Discussion
Bağışıklık hücreleri için doğrudan nanoparçacık etkileşimler maddeleri hedeflemek olarak karbonhidrat etkinliği, daha önce 10, 11 gösterilmiştir. Laboratuvarlarımızda Önceki araştırma ve böylece daha fazla T hücre aktivasyonunun 10, 11 için önemli olabilir bağışıklık hücreleri aktivasyonu arttırılması, polianhidrid nanopartiküller bağlı belirli şekerler antijen sunan hücreler (APC) üzerinde farklı CLRs hedeflemek için mümkün olduğunu göstermiştir. Ancak…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar, ABD Ordusu Tıbbi Araştırma ve Malzeme Komutanlığı teşekkür (Grant # W81XWH-10-1-0806) ve mali destek için Ulusal Sağlık Enstitüleri (Grant # U19 AI091031-01 ve Grant # 1R01GM090280) olacaktır. BN Kimya ve Biyoloji Mühendisliği Balloun Profesörlük kabul eder ve NLBP Disiplinlerarası Mühendislik Wilkinson Profesörlük kabul eder. Biz nanoparçacık fonksiyonlandırmalar deneyler ona yardım için Julia Vela teşekkür ederim.
Materials
| Name | Company | Catalog number |
| Motorized XYZ Stage: 3x T-LSM050A, 50 mm travel per axis | Zaber Technologies | T-XYZ-LSM050A-KT04 |
| NE-1000 Single Syringe Pump | New Era Pump Systems | NE-1000 |
| Pyrex* Vista* Rimless Reusable Glass Culture Tubes | Corning | 07-250-125 |
| ASW 1000 | Chemspeed Technologies | |
| LabVIEW | National Instruments | 776671-35 |
| SGE Gas Tight Syringes, Luer Loc | Sigma Aldrich | 509507 |
| XL-2000 Sonicator | Qsonica | Q55 |
| Mini-tube rotator | Fisher Scientific | 05-450-127 |
References
- Zepp, F. Principles of vacine design-lessons from nature. Vaccine. 28, C14-C24 (2010).
- Ulery, B. D., Phanse, Y., Sinha, A., Wannemuehler, M. J., Narasimhan, B., Bellaire, B. H. Polymer chemistry influences monocytic uptake of polyanhydride nanospheres. Pharm. Res. 26, 683-690 (2009).
- Torres, M. P., Wilson-Welder, J. H., Lopac, S. K., Phanse, Y., Carrillo-Conde, B., Ramer-Tait, A. E. Polyanhydride microparticles enhance dendritic cell antigen presentation and activation. Acta Biomater. 7, 2857-2864 (2011).
- Torres, M. P., Determan, A. S., Anderson, G. L., Mallapragada, S. K., Narasimhan, B. Amphiphilic polyanhydrides for protein stabilization and release. Biomaterials. 28, 108-116 (2007).
- Petersen, L. K., Ramer-Tait, A. E., Broderick, S. R., Kong, C. S., Ulery, B. D., Rajan, K. Activation of innate immune responses in a pathogen-mimicking manner by amphiphilic polyanhydride nanoparticle adjuvants. Biomaterials. 32, 6815-6822 (2011).
- Petersen, L. K., Xue, L., Wannemuehler, M. J., Rajan, K., Narasimhan, B. The simultaneous effect of polymer chemistry and device geometry on the in vitro activation of murine dendritic cells. Biomaterials. 30, 5131-5142 (2009).
- Lopac, S. K., Torres, M. P., Wilson-Welder, J. H., Wannemuehler, M. J., Narasimhan, B. Effect of polymer chemistry and fabrication method on protein release and stability from polyanhydride microspheres. J. Biomed. Mater. Res. B. 91, 938-947 (2009).
- Determan, A. S., Wilson, J. H., Kipper, M. J., Wannemuehler, M. J., Narasimhan, B. Protein stability in the presence of polymer degradation products: Consequences for controlled release formulations. Biomaterials. 27, 3312-3320 (2006).
- Determan, A. S., Lin, V. S. Y., Nilsen-Hamilton, M., Narasimhan, B. Encapsulation, stabilization, and release of BSA-FITC from polyanhydride microspheres. J. Controlled Release. 100, 97-109 (2004).
- Chavez-Santoscoy, A., Roychoudhury, R., Ramer-Tait, A. E., Pohl, N. L. B., Wannemuehler, M. J., Narasimhan, B. Tailoring the immune response of alveolar macrophages by targeting different C-type lectin receptors using “pathogen-like” amphiphilic polyanhydride nanoparticles. Biomaterials. , (2011).
- Carrillo-Conde, B., Song, E. -. H., Chavez-Santoscoy, A., Phanse, Y., Ramer-Tait, A., Pohl, N. L. Mannose-functionalized “pathogen-like” polyanhydride nanoparticles target C-type lectin receptors on dendritic cells. Mol. Pharmaceutics. 8, 1877-1886 (2011).
- Carrillo-Conde, B., Schiltz, E., Torres, M. P., Yu, J., Phillips, G., Minion, C. Amphipilic polyanhydrides for stabilization of Yersinia pestis antigens. Acta. Biomater. 6, 3110-3119 (2010).
- Reddy, S. T., Swartz, M. A., Hubbell, J. A. Targeting dendritic cells with biomaterials: developing the next generation of vaccines. Trends Immunol. 27, 573-580 (2006).
- Higashi, N., Fujioka, K., Denda-Nagai, K., Hashimoto, S., Nagai, S., Sato, T. The macrophage C-type lectin specific for galactose/N-acetylgalactosamine is an endocytic receptor expressed on monocyte-derived immature dendritic cells. J. Biol. Chem. 277, 20686 (2002).
- Geijtenbeek, T. B. Signalling through C-type lectin receptors: shaping immune responses. Nat. Rev. Immunol. 9, 465-479 (2009).
- Seeberger, P. H. Automated oligosaccharide synthesis. Chem. Soc. Rev. 37, 19-28 (2008).
- Seeberger, P. H. Automated Carbohydrate Synthesis as Platform to Address Fundamental Aspects of Glycobiology-Current Status and Future Challenges. Carb. Res. 343, 1889-1896 (2008).
- Jaipuri, F. A., Pohl, N. L. Toward solution-phase automated iterative synthesis: fluorous-tag assisted solution-phase synthesis of linear and branched mannose oligomers. Org. Biomol. Chem. 6, 2686-2691 (2008).
- Petersen, L. K., Chavez-Santoscoy, A., Narasimhan, B. Combinatorial synthesis of and high-throughput protein release from polymer film and nanoparticle libraries. J. Vis. Exp. , (2011).
- Song, E. -. H., Osanya, A. O., Petersen, C. A., Pohl, N. L. B. Synthesis of multivalent tuberculosis and Leishmania-associated capping carbohydrates reveals structure-dependent responses allowing immune evasion. J. Am. Chem. Soc. 132, 11428-11430 (2010).
- Hakamori, S. Aberrant glycosylation in tumor and tumor associated carbohydrate antigens. Adv. Cancer Res. 59, 257-331 (1989).
- Atherton, T., Sheppard, R. C. . Solid-phase peptide synthesis: a practical approach. , (1999).
- Caruthers, M. H. Gene synthesis machines: DNA chemistry and the uses. Science. 230, 281-285 (1985).
- Plante, O. J., Palmacci, E. R., Seeberger, P. H. Automated solid- phase synthesis of oligosaccharides. Science. 291, 1523-1527 (2001).
- Ko, K. -. S., Park, G., Yu, Y., Pohl, N. L. Protecting group-based colorimetric monitoring of fluorous-phase and solid-phase synthesis of oligoglucosamines. Org. Lett. 10, 5381-5384 (2008).
- Pohl, N. L., Chen, X. H. R., Wang, G. P. Automated solution-phase oligosaccharide synthesis and carbohydrate microarrays: development of fluorous-based tools for glycomics. Chemical Glycobiology. , 272-287 (2008).
