한 분, Porphysomes를 사용하여 하위 한 와트 광열 종양 절제, 내장 다기능 Nanovesicles
Summary
우리는 이와 같은 강력한 광열 치료 에이전트 기능, 구조에 의존 형광 자기 담금질 독특한 광열 속성이 porphysomes라는 새로운 내장 다기능 nanovesicles을 개발. 우리는 고압 압출을 사용하여 porphysomes을 공식화하고 이종 이식 종양 모델에서 자신의 광열 치료 효과를 조사 하였다.
Abstract
우리는 최근에 본질적으로 다기능 nanovesicles로 porphysomes을 개발했다. 감광제는, α pyropheophorbide, 인지질에 접합 한 후 리포좀과 같은 구형 소포에 자기 조립. 때문에 포르피린 지질 이중층에 포르피린의 매우 높은 밀도, porphysomes 큰 멸종 계수, 구조에 의존 형광 자기 담금질, 우수한 광열 효과를 생성합니다. 우리의 제형, porphysomes 고압 압출을 사용하여 합성하고, 120 nm의 주위에, 평균 입자 크기를 표시. porphysomes의 스물 네 시간 포스트 정맥 주사, 종양의 국소 온도가 빠르게 750 mW의 (1.18 W / cm 2), 671 nm의 레이저 조사 1 분 노출에 따라 62 ° C, 30 ° C에서 증가했다. 종양의 완전한 열 절제에 이어, 형성 및 치유 2 주 안에, 대조군에서 종양 성장을 계속하면서 모두 정의 EN 도달 가피일반적으로 3 주 내에 차원 점. 이러한 데이터는 porphysomes가 유력한 광열 요법 (PTT) 에이전트로 사용할 수있는 방법을 보여줍니다.
Introduction
Porphysomes는 복합 이미징 및 치료 1 할 수있다 우리는 최근에 개발 된 새로운 다기능 nanovesicles 있습니다. 이들은 자기 조립 포르피린 이중층 형성되고 큰 흡광 계수 독특한 구조 종속 형광 자기 소광 결과를 생성한다 (83, 이상 000/porphysome 입자) 포르피린의 극히 높은 밀도를 포함한다. Porphysomes 좋은 생체 내 약물 동력학 및 생체 분포 특성을 가지고 : 그들은 체계적으로 투여 후 12 시간의 혈중 반감기를 전시하고, 수동적으로 24 시간 주입 후 2에서 7.5 %의 ID / g의 이종 이식 종양에 축적.
자신의 고유 한 구조와 물리 화학적 특성이 복합 영상과 영상 유도 치료를위한 porphysome 좋은 후보를합니다. 우선, 포르피린을 함유 porphysomes 종양 축적 한시 종양의 형광 이미징을위한 본질적으로 적합하다.또한, 각 포르피린 따라서, porphysomes 쉽게 PET 영상 3 등 64Cu과 같은 방사성 동위 원소로 표지 할 수있는 킬레이트 방사성 동위 원소의 안정적 사이트가 있습니다. porphysomes 또한 고유의 광 음향 이미징 및 PTT 기능을 나타낼 수 있도록 porphysome 구조가 그대로있는 경우 또한, 흡수 된 빛 에너지는 레이저 조사의 노출, 열 소모된다. 그것은 porphysomes의 정맥 주사 후 24 시간, porphysome 축적 된 종양의 레이저 조사가 급격한 온도 증가와 강한 광열 종양 절제를 유도 것으로 나타났습니다. 이 porphysomes은 금 나노 입자 (금 나노 입자)의 높은 흡광 계수 효율적인 광열 강화 것을 보여 주었다 1. 한편, 금 나노 입자 등 다른 무기 광열 에이전트와 비교, porphysomes는 그들의 유기적 인 특성으로 바이오 안전성에서 뛰어난 장점을 보여줍니다. Porphysomes는 효소 분해하고 최소한의 급성 toxicit을 유도1,000 ㎎ / ㎏ 1의 높은 정맥 투여와 마우스의 Y. 또한, 리포좀과 유사한, porphysomes의 큰 수성 코어는 수동적으로 될 수 또는 적극적으로 치료 또는 영상 에이전트와로드. 광학 특성 및 porphysomes의 생체 적합성 바이오 포토 닉 이미징 및 치료를위한 유기 나노 입자의 복합 가능성을 보여줍니다.
본 논문에서는 pyropheophorbide-지질 복합체의 합성 방법, 제조 및 고압 압출을 사용 porphysomes의 특성화 방법을 소개한다. 생쥐의 생체 PTT는 종양 porphysome 활성화 PTT의 효율성을 입증뿐만 아니라 실시 피하 이종 이식 종양 모델을 사용하여 치료.
Protocol
Representative Results
Discussion
높은 약물 탑재량을 유지하면서도 약물 전달 기술의 발전으로, 다 기능성 나노 입자는 약물 전달체의 정확한 트래킹 넓은 조사 중이다. 포르피린로드 리포솜 나은 약동학 성질 및 포르피린 직접 투여보다 효율적인 전달을 위해 개발되었지만, 장애물 포르피린 제한 담지량 및 혈장 단백질 5,6 행 리포좀에서 포르피린 급속한 재분배 포함하여 존재한다. 자유 포르피린은 리포솜의 코어 또는…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 전립선 암 연구의 마가렛 공주 병원 재단, 국립 과학 및 캐나다 건강 연구, 혁신의 캐나다 재단에 대한 캐나다 연구소의 공학 연구 협의회, 그리고 조이와 토비 타넨 바움 / 브라질 공 의자,에 의해 지원되었다 SUNY 연구 재단과 버팔로 대학에서 시작 지원을 부여합니다.
Materials
| Name of Equipment | Company | Catalog Number | Comments (optional) |
| Rotary evaporator | Thermo-Savant | SPD131DDA | |
| Votex | Scientific Industries | SI-0236 | Model number: G560 |
| High pressure extruder | LIPEX, Northern Lipids Inc. | T.001 | 10 ml Thermobarrel Extruder |
| Heated bath circulators (Thermostatted circulator) | Thermo SCIENTIFIC | SC100-S5P | |
| Polycarbonate filters | Avanti Polar Lipids | 610005 | Pore size 100 nm, and membrane diameter 19 mm |
| Zetasizer | Malvern Instruments | ZS90 | |
| UV/Visible Spectrophototmeter | Varian Australia | Cary 50 Bio UV/ Visible Spectrophotometer | |
| Spectrofluorometer | HORIBA Scientific | FluoroMax-4 | |
| Transmission Electron Microscopy (TEM) | Hitachi | H-7000 | |
| Cell culture incubator | SANYO | MCO-18AIC | |
| Powermeter | Thorlabs | PM100D | with sensor S142C |
| 671nm Laser | LaserGlow Technologies | LRS-0671_PFN-02000-05 | S/N:10097270 |
| Infrared Thermometer | Mikroshot, LUMASENSE Technologies | 9102409 | |
| Laser protective eye goggles | LaserGlow Technologies | AGF6602XX | Optical Density: 1.5+ at 630-700 nm |
References
- Lovell, J. F., et al. Porphysome nanovesicles generated by porphyrin bilayers for use as multimodal biophotonic contrast agents. Nat. Mater. 10, 324-332 (2011).
- Lovell, J. F., et al. Enzymatic regioselection for the synthesis and biodegradation of porphysome nanovesicles. Angew Chem Int Ed Engl. 51, 2429-2433 (2012).
- Liu, T. W., MacDonald, T. D., Shi, J., Wilson, B. C., Zheng, G. Intrinsically Copper-64-Labeled Organic Nanoparticles as Radiotracers. Angewandte Chemie. , (2012).
- Zheng, G., et al. Low-density lipoprotein reconstituted by pyropheophorbide cholesteryl oleate as target-specific photosensitizer. Bioconjug Chem. 13, 392-396 (2002).
- Chen, B., Pogue, B. W., Hasan, T. Liposomal delivery of photosensitising agents. Expert Opin Drug Deliv. 2, 477-487 (2005).
- Jin, C. S., Zheng, G. Liposomal nanostructures for photosensitizer delivery. Lasers Surg Med. 43, 734-748 (2011).
- Olson, F., Hunt, C. A., Szoka, F. C., Vail, W. J., Papahadjopoulos, D. Preparation of liposomes of defined size distribution by extrusion through polycarbonate membranes. Biochim Biophys Acta. 557, 9-23 (1979).
- Berger, N., Sachse, A., Bender, J., Schubert, R., Brandl, M. Filter extrusion of liposomes using different devices: comparison of liposome size, encapsulation efficiency, and process characteristics. Int J Pharm. 223, 55-68 (2001).
- Jesorka, A., Orwar, O. Liposomes: technologies and analytical applications. Annu Rev Anal Chem (Palo Alto Calif). 1, 801-832 (2008).
- Lapinski, M. M., Castro-Forero, A., Greiner, A. J., Ofoli, R. Y., Blanchard, G. J. Comparison of liposomes formed by sonication and extrusion: rotational and translational diffusion of an embedded chromophore. Langmuir. 23, 11677-11683 (2007).
- Liu, D., Huang, L. Size Homogeneity of a Liposome Preparation is Crucial for Liposome Biodistribution In Vivo. Journal of Liposome Research. 2, 57-66 (1992).
- Zhang, Y., Lovell, J. F. Porphyrins as Theranostic Agents from Prehistoric to Modern Times. Theranostics. 2, 905-915 (2012).
