가수 분해 크로스 링커를 통해 아데노 바이러스 벡터 닿는를 사용하여 금속 스텐트 표면에서 혈관 유전자 전송
Summary
These studies report on reversible attachment of adenoviral gene vectors to coatless metal surfaces of stents and model mesh disks. Sustained release of transduction-competent viral particles contingent upon hydrolysis of cross-linkers used for vector immobilization results in a durable site-specific transgene expression in vascular cells and in stented arteries.
Abstract
스텐트 재 협착 널리 관상 동맥 및 말초 동맥의 매우 좁은 부분을 통해 다시 설정 혈액의 흐름에 사용되는 스텐트 기반 재 시술 절차의 주요 합병증을 선물한다. 대안 전략을 제시 할 수있다 방지 재 협착 활성 유전자의 조정 릴리스 할 수있는 혈관 내 스텐트는 현재 약물 방출 스텐트를 사용합니다. 일반적으로 벡터의 물리적 포획을 위해 사용되는 폴리머 코팅과 관련된 과도한 염증 반응을 피하면서 임상 변환을 달성하기 위하여, 유전자 스텐트는 스텐트 고정화 유전자 벡터 방출 및 혈관의 부위 – 특이 적 전달의 예측 동력학을 나타낸다한다. 이 논문은 비스포스포네이트 (PABT)이 가수 분해 가교제 (HC)를 통해 스테인리스 표면을 개질 된 폴리 알릴 아민하는 아데노 바이러스 입자의 가역적 인 결합을 기반으로 스텐트에 아데노 바이러스 유전자 벡터의 무 코팅 테 더링에 대한 자세한 방법을 설명합니다. 의 가족5 내지 오십일 레인 징의 쇄상 에스테르 가수 분해의 평균 t와 2 관능 성 (아민 – 및 티올 – 반응성) HC는 스텐트 벡터를 연결하기 위해 사용되었다. 벡터 고정화 절차는 일반적으로 9 시간 이내에 수행하고 여러 단계로 구성된다 : PABT (4 시간)의 수용액에 금속 샘플 1) 배양; 트리스 (2 – 카르복시 에틸) 포스 핀 (20 분 간격)으로 설치 PABT 티올 기, 2) 탈; 피리 딜 디티 (PDT) 그룹 (2 시간)과 폴리에틸렌 이민 유도체와 샘플을 반응시켜 금속 표면의 반응성 티올 용량 3) 확장; 디티 오 트레이 톨 (10 분)에 PDT와 티올 기의 4) 변환; HC (1 시간)와 아데노 바이러스의 5) 수정; 크기 배제 칼럼 크로마토 그래피 (15 분) 및 티올 철강 표면 (1 시간)에 티올 반응성 아데노 바이러스 입자의 7)에 의해 수정 고정화 아데노 바이러스 입자의 6)의 정제. 이 기술은 스텐트를 넘어 폭 넓은 잠재적 인 응용 성을 가지고주입 된 이물질 인터페이싱 세포 기질 – 매개 유전자 전달을 통해 자신의 생체 적합성을 향상시키기 위해 판막 장치의 표면 공학을 촉진시켜.
Introduction
치료 적 양상과 같은 유전자 치료의 효과는 유전자 치료 벡터의 1,2 나쁨 타겟팅 용량에 의해 방해된다. 목표 위치에 유전자 발현의 하위 치료 수준에서 적절한 타겟팅 결과 부족하고, 벡터 및 부호화 치료 제품 4 모두에 대하여 면역 반응을 마운팅 할 책임을 포함한 비 – 표적 기관 03 행 벡터의 넓은 보급에 이르게 5. 하나의 가능성은 전달의 성행위를 상쇄하고 타겟팅 혈액과 림프를 통해 자신의 무료 보급을 배제 형태로 원하는 위치에 유전자 벡터를 소개하는 홍보하는 것을 의미한다. 전형적으로, 이러한 노력들은 물리적 번째 포획하여 주사 부위에서 일시적으로 유지하는 유전자 벡터 수있는 피브린, 콜라겐이나 히알루 론산 하이드로 젤 매트릭스 6-10과 혼합 바이러스 성 또는 비 바이러스 벡터 중 구성된 국소 주사 전달 시스템에 의존고분자 네트워크의 그들.
지역화 된 유전자 치료를위한 또 다른 일반적으로 인정 패러다임 주입 보철 장치 (11, 12)의 표면에 유전자 벡터의 고정화를 이용한다. 영구 이식 의료 (혈관, 기관지, 비뇨기과 및 위장 스텐트, 심장 박동기, 인공 관절, 수술 및 부인과 메시, 등.) 환자 13 수천만에서 연간 사용됩니다. 일반적으로 효과가 있지만,이 장치는 부적절 현재의 의료 관행 14-17에 의해 제어되는 합병증하는 경향이 있습니다. 이식 보철 장치는 현지화 된 유전자 치료 치료를위한 프록시 플랫폼 역할을 할 수있는 특별한 기회를 제공하고 있습니다. 약동학 관점 파묻혀의 동력학을 임플란트 / 조직 인터페이스 유전자 벡터의 높은 지방 농도 모두를 달성하고 둔화 유전자 벡터 결과 비교적 낮은 입력 용량 의료 임플란트 표면에서 유도화이 위치에서 R 제거. 대상 세포 인구에 의해 연장 된 거주지의 결과 및 향상된 흡수으로, 벡터 고정화는 유전자 벡터의 확산을 최소화 할 수 있습니다. 따라서, 비 표적 조직의 부주의 접종이 감소된다.
(또한 기판 매개 유전자 전달 또는 고상 유전자 전달 되나) 이식 생체 재료에 유전자 벡터의 표면 테 더링 사용 세포 배양 및 동물 실험에서 구현되었습니다 모두 특정 (항원 – 항체 18-20, 아비딘 – 비오틴 21, 22) 그리고 23 ~ 26 (요금, 반 데르 발스) 상호 작용 비특이적. 표면이 지나치게 강한 결합이 표적 세포로 내재화 벡터 배제 이후 주입 장치의 표면에 벡터의 공유 결합은 이전에 비 기능적으로 간주되어왔다. 최근이 제한 TET로서 사용 자발적 가수 분해성 가교제의 사용을 통해 극복 될 수 있다는 것을 입증했다아데노 바이러스 벡터의 27,28 스텐트 및 캡시드 단백질의 변성 금속 표면 사이 그녀. 또한, 벡터 방출률 및 생체 외 및 생체 내에서 유전자 발현의 시간 경과 (28)의 가수 분해 반응 속도를 나타내는 다른 가수 분해성 가교제를 이용하여 변조 될 수있다.
본 논문은 활성화 된 금속 표면에 아데노 바이러스 벡터의 가역적 공유 결합에 대한 상세한 프로토콜을 제공하고 스텐트 혈관 성형술의 쥐 경동맥 모델에서 배양 평활근 및 내피 세포 및 생체 내에서 시험 관내에서 이어지는 전달 사건을 연구하는데 유용한 실험 구성 소개 .
Protocol
Representative Results
Discussion
제시된 프로토콜은 스테인레스 스틸 표면 무 코팅하는 아데노 바이러스 벡터를 통해 달성 가역적 부착 기판 매개 된 유전자 전달에 대한 동작 방법을 설명한다. 혈관 재 협착의 스텐트 기반 유전자 치료의 특정 목적을 위해 개발 된 반면,이 기술은 생체 재료, 바이오 메디컬 임플란트 및 유전자 치료 등의 분야에서의 더 넓은 응용을 갖는다.
제시된 연구는 유일하게 원형…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors do not have competing financial interests to disclose.
Materials
| 316 stainless steel mesh disks | Electon Microscopy Sciences | E200-SS | |
| Generic 304-grade stainless steel stents | Laserage | custom order | |
| AdeGFP | University of Pennsylvania Vector Core | AD-5-PV0504 | |
| AdLuc | University of Pennsylvania Vector Core | AD-5-PV1028 | |
| AdEMPTY | University of Pennsylvania Vector Core | A858 | |
| Cy3(NHS)2 | GE Healthcare | PA23000 | |
| Sepharose 6B | Sigma-Aldrich | 6B100-500ML | |
| UV 96-well plates | Costar | 3635 | |
| Fluorometry 96-well plates | Costar | 3915 | |
| Cell culture 96-well plates | Falcon | 353072 | |
| Tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride (TCEP ) | Pierce Thermo Scientific | 20490 | |
| dithiothreitol (DTT) | Pierce Thermo Scientific | 20290 | |
| sulfo-LC-SPDP | Pierce Thermo Scientific | 21650 | |
| Spectrophotometer | Molecular Devices | SpectraMax 190 | |
| Spectrofluorometer | Molecular Devices | SpectraMax Gemini EM | |
| Orbital shaker incubator | VWR | 1575R | |
| Horizontal airflow oven | Shel Lab | 1350 FM | |
| Centra-CL2 centrifuge | International Equipment Company | 426 | |
| Digital vortex mixerer | Fisher Thermo Scientific | 02-215-370 | |
| Eclipse TE300 fluorescence microscope | Nikon | TE300 | |
| DC 500 CCD camera | Leica | DC-500 | |
| 7500 Real-Time PCR system | Applied Biosystems | not available | |
| IVIS Spectrum bioluminescence station | Perkins-Elmer | not available | |
| EDTA dipotassium salt | Sigma-Aldrich | ED2P | |
| Bovine serum albumin fraction V (BSA) | Fisher Thermo Scientific | BP1600-100 | |
| Tween-20 | Sigma-Aldrich | P1379 | |
| Dumont forceps | Fine Science Tools | 11255-20 | |
| A10 cell line | ATCC | CRL-1476 | |
| Bovine aortic endothelial cells | Lonza | BW-6002 | |
| Luciferin, potassium salt | Gold Biotechnology | LUCK-1Ge | |
| Pluronic F-127 | Sigma-Aldrich | P2443-250G | |
| PBS without calcium and magnesium | Gibco | 14190-136 | |
| Fetal bovine serum | Gemini Bio-Products | 100-106 | |
| Penicillin/Streptomycin solution | Gibco | 11540-122 | |
| DMEM, high glucose | Corning cellgro | 10-013-CV | |
| 0.25% Trypsin/EDTA | Gibco | 25200-056 | |
| QIAamp DNA micro kit | Qiagen | 56304 | |
| Power Sybr Green PCR Master Mix | Applied Biosystems | 4367659 | |
| MicroAmp Optical 96-well Reaction Plate | Applied Biosystems | N8010560 | |
| MicroAmp Optical Adhesive Film | Applied Biosystems | 4360954 | |
| Cephazolin | Apotex | not available | |
| Loxicom (Meloxicam) | Norbrook | not available | |
| Heparin sodium | APP Pharmaceuticals | not available | |
| Ketavet (Ketamine) | VEDCO | not available | |
| Anased (Xylazine) | Lloid | not available | |
| Forane (Isoflurane) | Baxter | not available | |
| Curved Moria iris forceps | Fine Science tools | 11370-31 | |
| Curved extra-fine Graefe forceps | Fine Science Tools | 11152-10 | |
| Dumont #5 forceps | Fine Science Tools | 11252-20 | |
| Vannas spring scissors | Fine Science Tools | 15018-10 | |
| Fine scissors – ToughCut | Fine Science Tools | 14058-09 | |
| Surgical scissors | Fine Science Tools | 14101-14 | |
| Vicryl suture (5-0) | Ethicon | J385 | |
| Suture thread (4/0 silk) | Fine Science Tools | 18020-40 | |
| Michel suture clips | Fine Science Tools | 12040-02 | |
| Wound dilator (Lancaster eye specula) | KLS Martin | 34-149-07 | |
| Hot bead sterilizer | Fine Science Tools | 18000-45 | |
| Michel suture clip applicator | Fine Science Tools | 112028-12 | |
| Insyte Autoguard 24G IV catheter | Beckton-Dickinson | 381412 | |
| 2F Fogarty catheter | Edwards Lifesciences | 120602F | |
| Teflon tubing | Vention | 041100BST | |
| PTA catheter | NuMed | custom order | |
| Gauze pads | Kendall Healthcare | 9024 | |
| Cotton applicators | Solon Manufacturing | WOD1003 | |
| Saline | Baxter | 281321 | |
| 10 ml syringe (Luer-Lok) | Beckton-Dickinson | 309604 | |
| 1 ml syringe (Luer-Lok) | Beckton-Dickinson | 309628 | |
| Clippers with #40 blade | Oster | 78005-314 | |
| Transpore surgical tape | 3M | MM 15271 | |
| Puralube vet ointment | Pharmaderm | not available |
References
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