JoVE Journal > Bioengineering
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Automatic Translation
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Bioengineering

İmalat ve Fiber Griffithsin-modified iskele karakterizasyonu önlenmesi için cinsel enfeksiyonlar iletilen

Published: October 31, 2017
doi:
10.3791/56492
, ,
1Department of Chemistry,University of Louisville, 2Department of Pharmacology and Toxicology,University of Louisville, 3Center for Predictive Medicine,University of Louisville, 4Department of Microbiology and Immunology,University of Louisville, 5Department of Bioengineering,University of Louisville

Summary

Bu el yazması imal ve insan immün yetmezlik virüsü tip 1 bulaşmasına karşı güçlü yapıştırıcı ve antiviral faaliyet göstermek Griffithsin-modified Poli (laktik-co-glikolik asit) electrospun lifler karakterize için yordamı açıklar vitro. Sentez için kullanılan bir yöntem yüzey-değiştirmek ve elde edilen morfolojisi, konjugasyon, karakterize ve Griffithsin desorpsiyon yüzey-modified liflerinden açıklanmıştır.

Abstract

Electrospun lifleri (EFs) çeşitli terapötik uygulamalarda yaygın olarak kullanmış; önlemek ve cinsel tedavi için bir teknoloji bulaşan enfeksiyonların (CYBE) gibi Ancak, onlar sadece son zamanlarda uygulanmış. Ayrıca, birçok EF teknolojileri kullanan biofunctionality vermek için yüzeye göre etkin aracı Kapsüllenen odak. Burada imal ve yüzey-poly(lactic-co-glycolic) asit (PLGA) electrospun lifleri, güçlü antiviral lektin Griffithsin (GRFT) ile değiştirmek için bir yöntem açıklanmaktadır. PLGA yaygın ilaç dağıtım onun üstün kimyasal ve Biyouyumlu özellikleri nedeniyle içinde kullanılan FDA onaylı bir polimerdir. GRFT, güçlü, doğal ve insan immün yetmezlik virüsü tip 1 (HIV-1) dahil olmak üzere çok sayıda virüslere karşı geniş faaliyet sahip güvenli lektin var. Birleştirildiğinde, GRFT-modified lifleri HIV-1 vitrogüçlü inactivation gösterdi. Bu el yazması imal ve GRFT-modified EFs karakterize yöntemleri açıklar. PLGA electrospun fiber iskele oluşturmak için ilkidir. Lifleri GRFT 1’i kullanarak daha sonra yüzey modifiye-etil – 3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) ve N-hydroxysuccinimide (NHS) Kimya. Elektron mikroskobu (SEM) tarama boyutu ve yüzey-modified formülasyonları morfolojisi değerlendirmek için kullanıldı. Ayrıca, bir gp120 veya hemagglutinin (HA)-tabanlı ELISA için Birleşik GRFT yanı sıra GRFT desorpsiyon fiber yüzeyinden miktarını ölçmek için kullanılan. Bu iletişim kuralı yüzey-modified farklı proteinler çeşitli ile lifleri imal etmek daha yaygın olarak uygulanabilir.

Introduction

EFs kullanımı bir topikal teslim platformu olarak önemli ölçüde cinsel yolla bulaşan hastalıklar azaltmak potansiyeline sahiptir. Şu anda içinde bildirilen 2015 yalnız1,22 milyon yeni vaka ile HIV ile yaşayan 36 milyondan fazla kişi vardır. Ayrıca, herpes simpleks virüsü 2 (HSV-2) enfeksiyon etkiler yüz milyonlarca insanın dünya çapında yazın ve HIV edinme geliştirmek için 2-5 kat3tarafından gösterilmiştir. HSV-2 enfeksiyon ve HIV edinme arasındaki bu ilişki nedeniyle, birden çok cinsel yolla bulaşan hastalıklar karşı eş zamanlı koruma sağlamak yeni active aracıları gelişmekte olan faiz önemli vardır. Ayrıca, bu antiviral ajanlar teslimini geliştirmek için yeni araçların gelişimi daha fazla koruyucu ve tedavi edici etki gücü arttırmak için potansiyel sunmaktadır. Bu hedefe doğru EFs HIV-1 ve HSV-2 enfeksiyonları yaygınlığını azaltmak için yeni bir dağıtım platformu araştırdık.

Son iki yılda, EFs yoğun ilaç dağıtım ve doku Mühendisliği4alanlarında kullanılmaktadır. Çoğu zaman, Biyouyumlu polimerler kolayca tedavi edici uygulamalara çevirmek için seçilir. Seçili polimer polimer EFs imal etmek, organik bir çözücü veya sulu çözüm, polimer hydrophobicity5derecesine bağlı olarak feshedilmiştir. Etkin faiz ajanların sonra çözelti veya sulu çözüm electrospinning işlemi önce eklenir. Polimer çözüm bir şırınga emişli ve yavaş yavaş bir elektrik akımı iken tabi atılır. Bu işlem genellikle polimer lifleri levha veya silindirik macrostructures (şekil 1) ve mikro-nano ölçekli6arasında değişen elyaf çapları ile sonuçlanır. En terapötik uygulamalarda etkin ajanlar içinde lifleri electrospinning işlemi sırasında dahil edilmiştir ve fiber Difüzyon ve sonraki lif dejenerasyonu ile serbest bırakılır. Bozulma ya da yayın oranını polimerlerin farklı türleri kullanarak değişmiş olabilir veya benzersiz kimyasal ve fiziksel özellikleri7imparting ve teşvik encapsulation hemen hemen herhangi bir istenen yayın profili kurmak için polimer karışımları bileşik. Bu nedenle, EFs küçük molekül ilaç ve biyolojik ajanlar proteinler, peptidler, oligonucleotides ve büyüme faktörleri6,8,9dahil olmak üzere teslim için yararlı kanıtlanmış.

Şti önleme alanında, EFs son zamanlarda dahil ve sürekli – veya indüklenebilir-serbest bırakmak-in antiviral ajanlar10,11,12,13,14 sağlamak için kullanılmıştır ,15,16,17,18,19. Bir ilk çalışmalar, pH-duyarlı lifler içinde kadın üreme sistemi (FRT), çevresel değişiklikler active aracıları serbest bırakmak için bir isteğe bağlı yöntemi HIV-111karşı koruma olarak geliştirilmiştir. Beri diğer çalışmaları polimer karışımları polietilen oksit (PEO) ve poli-L-laktik asit (PLLA), antiviral ve doğum kontrol maddeleri, HIV-1 önleme ve doğum kontrolü içinde in vitro için ayarlanabilir sürümü değerlendirmek için oluşan araştırdık 12. ek çalışmalar aşağıdakileri sağlamak için EFs fizibilite göstermiştir: uzun süreli yayın küçük molekül antiviral14, güçlü ve esnek mekanik özellikleri20, 3-b teslim mimarileri21 , sperm penetrasyon12ve diğer dağıtım teknolojileri13ile birleştirebilme inhibisyonu. Son olarak, daha önceki çalışma sürekli teslimat ortak co-infective virüs, HSV-2 ve HIV-114karşı antiviral ajanlar için polimerik lifler değerlendirildi. Bu çalışmada, polimer lifleri ilâ 1 ay için onların yapısını koruyarak ve viral giriş fiziksel bir engel sağlayarak tamamlayıcı faaliyet antiviral teslimat için sağlanan. Bu sonuçlar, EFs hem fiziksel hem de kimyasal olarak virüs enfeksiyonu engellemek için kullanılan görülmüştür.

Akort yayın özellikleri microbicide teslimat için bir çekici teslim platform polimer EFs yaparken, EFs diğer uygulamalarda yüzey-modified iskele7olarak hizmet etmek için geliştirilmiştir. EFs kez hücresel yenilenme22artırmak ve doku Mühendisliği23,24onların programını geliştirmek için iskele görevi gören hücre dışı Matriks (ECM), Morfoloji taklit etmek için kullanılmaktadır. Poli-ε-caprolactone (PCL) gibi polimerler oluşur lifleri ve PLLA-si olmak be yüzey-büyüme faktörleri ve proteinler ile modifiye electrospinning sonra artan hücre adezyon ve nükleer silahların yayılmasına karşı25 dahil ECM benzeri özellikleri vermek için , 26. Ayrıca, antimikrobiyal yüzey-modified EFs özel Patojen bakteriler27,28gelişimini önlemek için değerlendirilir. Bu çok yönlülük ve biyolojik etkileri ikna yeteneği nedeniyle EF teknoloji alanları çok mekanik işlevsellik sağlamak için çeşitli genişletmeye devam ediyor. Henüz, rağmen onların yardımcı programında uygulamaları bir çeşitlilik, yüzey-modified lifleri yakın zamanda microbicide alan29araştırılmalıdır.

Paralel olarak önlemek ve cinsel yolla bulaşan hastalıklar tedavi için yeni iletim teknolojileri geliştirilmesi, roman biyolojik tedavi geliştirilmiştir. En umut verici microbicide adaylar biridir yapışkanlı antiviral lektin, GRFT30. Aslında bir tür red algae türetilmiş, GRFT HIV, HSV-2, SARS, güçlü bir inhibitörü olarak faaliyet göstermiş olduğu hem de Hepatit C virüs31,32,33,34, 35 , 36. aslında, biyolojik tabanlı inhibitörleri arasında GRFT en güçlü Anti-HIV etkinlik, HIV-1 hemen ihracı kişi30, istikrar ve etkinlik vajinal kültür ortamından huzurunda koruyarak vardır En çok 10 gün37için mikroplar. Daha yakın zamanlarda, % 0,1 GRFT jel fareler intravaginal HSV-2 challenge, HSV-2 ve HIV-132 karşı koruma ilk satırı için umut verici bir aday yapmak karşı korumak için gösterildi, 38. HIV için özel olarak, fiziksel olarak giriş38,39,40,41 önlemek için viral zarf yüzeylerde gp120 veya terminal mannoz N bağlı glycan artıkları bağlayarak GRFT enfeksiyon engeller ,42. Bu inhibisyon 3 ng/mL43yaklaşan IC50s ile son derece güçlü. HIV enfeksiyonu inhibe yanı sıra, çalışmalar da GRFT virüs32hücre hücre yayılmasını engelleyerek HSV-2 enfeksiyona karşı korur göstermiştir. Her durumda, denatürasyon karşı yüksek direnç gösteren sırasında viral parçacıkların, yapıştırıcı olmak GRFT gösterilmiştir. Son, GRFT uygun ve büyük olasılıkla EFs ile birlikte yönetmek yararlı hale Tenofovir (TFV) ve diğer antiviral44, kombinasyonları ile sinerjik faaliyet göstermiştir. GRFT güçlü özelliklerini içinde teslim EF teknoloji ile geliştirilmiş bir mükemmel biyolojik tabanlı antiviral aday olun.

Bu bilgi GRFT ya da doğuştan gelen antiviral özellikleri kullanmak, bir polimer fiber iskele, virüs giriş inhibisyon29ilk katmanı sağlamak için bu özellikleri entegre dizayn edilmiştir. Bulgu Inspiration cervicovaginal mukus mucoadhesive müsin etkileşimler yoluyla öncelikle virüs ulaşım engel şekilde, biz bu EFs bir iskele kullanarak ve kovalent GRFT, yüksek yoğunluğu ile yüzey değiştirme onaylanmadığına karar yüzey Birleşik GRFT debilitate ve onun giriş noktası45,46,47virüs devre dışı bırakabilirsiniz. Burada EFs bir protein bazlı, viral yapıştırıcı ihracı bariyer platformu sağlamak için sabit bir iskele geliştirilmiştir. Biz GRFT güçlü antiviral özellikleri “tuzak” roman bir virüs oluşturmak için Biyouyumlu, değiştirilebilir ve dayanıklı polimer platform ile birleştirmek aranan

Bu hedeflere ulaşmak için electrospun PLGA oluşan lifler vardı ve EDC NHS kimya GRFT EF yüzeyle daha sonra değiştirmek için kullanılmıştır. PLGA electrospinning48Biyouyumluluk ve maliyet-etkililik ile birlikte, geniş kullanımı nedeniyle bir modeli polimer olarak görev yaptı. Ayrıca, yüzey modifikasyonu EFs büyük yüzey alanı kullanan ve lif yardımcı programı49en üst düzeye çıkarmak için kapsülleme ile kombine edilebilir yararlı bir alternatif sağlar. Nerede GRFT yalnızca bir bölümünü mevcuttur (ve yalnızca geçici FRT mevcut) geleneksel saklama yöntemlerinden farklı olarak, yüzey modifikasyonu GRFT maksimum bioactivity tedavi süresi sırasında korumak izin verebilir. Ayrıca, geleneksel electrospinning yöntemlerle proteinler gibi hidrofilik bileşikler birleşmesiyle daha düşük kapsülleme verimliliği ve protein etkinlik50kaybı neden olabilir. Bu nedenle, GRFT yüzey-modified lifleri Şti bulaşmasına karşı koruma geliştirmek için tek başına veya electrospinning birlikte kullanılabilir umut verici bir alternatif Teslimat yöntemi sunabilir.

Protocol

1. hazırlanması ve Electrospun Fiber iskele imalatı dikkat: çözücüler ya da polimer çözümleri ile tüm iş-meli var olmak kılınmak kimyasal duman mahallede . Protokol başlamadan önce her reaktif malzeme güvenlik veri sayfasına bakın. 50: 50 Poli (laktik-co-glikolik asit) 720 mg 3 mL % 15 w/w PLGA polimer çözüm electrospin için tartmak (PLGA; 0,55-0,75 dL/g, 31-57 kDa) bir 10 mL mercek şişe içine. Çözüm hacmi geçerli çalışmalarda kullanılan t…

Representative Results

Lif morfolojisi EFs yüzeyi değiştirilen virüslere karşı koruma sağlama yeteneği üzerinde önemli bir etkisi vardır. Her ne kadar electrospinning uygun ve kolay anlaşılan bir işlemdir, polimer olmayan optimize formülasyonları düzensiz lif morfolojisi (şekil 5B-C) neden olabilir. Boncuklu veya amorf mat gibi türleri Morfoloji oluşumuna neden electrospinning koşullarında değişiklikler genellikle solvent-polimer uyumsuzluk,…

Discussion

Onların gözenekli yapıları ve geniş yüzey alanları nedeniyle, EFs sağlık, hangi birini tedavi teslim araç olarak hizmet içeren çeşitli uygulamalar bulduk. Destekte ve kimyasal ligandlar lif yüzeyine hücre özel hedefleme52 veya biosensing53için Birleşik iken EFs içinde uyuşturucu ve diğer active aracıları tunable teslimat için dahil edilebilir. Burada GRFT imalatı yüzey-PLGA EFs, HIV enfeksiyonu önlemek için bir teslimat iskele anlatılan biçimde…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bu araştırma fonu için mükemmellik için Yahudi miras Fonu için minnettarız. Dr. Stuart Williams II cömertçe electrospinning sisteminin kullanımı sağlamak için teşekkür ederiz. Biz de Dr. Kenneth Palmer bize Griffithsin ile verdiğiniz için teşekkür ederiz. Ayrıca Dr Nobuyuki Matoba ve laboratuarını GRFT ELISA içimizde iş eğitim için teşekkür ederiz.

Materials

Poly(Lactide-co-Glycolide) (PLGA) 50:50 Lactel B6013-2P
1,1,1,3,3,3-Hexafluoro-2-propanol (HFIP) Thermo Scientific  147541000
Blunt Dispensing Needle 18g X 1/2 Brico Medical Supplies BN1815
BD 3mL Syringe Luer-lok tip VWR 309657
Parafilm (plastic film) Sigma Aldrich P7793
2-(N-Morpholino)ethanesulfonic acid (MES Buffer) Sigma Aldrich M3671 
Sodium Chloride Sigma Aldrich S7653
Potassium Chloride Sigma Aldrich P9333
Sodium phosphate dibasic Sigma Aldrich S7907
Potassium phosphate monobasic Sigma Aldrich P0662
Hydroxysuccinimide (NHS) Thermo Scientific  24500
1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride (EDC) Thermo Scientific  22980
2-Mercaptoethanol Fisher BP176
Griffithsin (GRFT) Kentucky Bioprocessing NA custom made, no product number
Dimethyl Sulfoxide Milipore 317275
Polyethylene glycol sorbitan monolaurate (Polysorbate, Tween 20) Sigma Aldrich P9416 
Tris EDTA Buffer Sigma Aldrich 93283
Flat-Bottom Immuno Nonsterile 96-Well Plates Thermo Scientific  3355
Influenza Hemagglutinin (HA) Kentucky Bioprocessing NA custom made, no product number
Goat Anti-GRFT (Primary Antibody) Kentucky Bioprocessing NA custom made, no product number
 Donkey anti-goat IgG-HRP (Secondary Antibody) Santa Cruz 2056
Sure Blue TMB Microwell Peroxidase Substrate KPL 52-00-00
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Gottlieb, S. L., et al. Toward global prevention of sexually transmitted infections (STIs): the need for STI vaccines. Vaccine. 32, 1527-1535 (2014).
  2. Freeman, E. E., et al. Herpes simplex virus 2 infection increases HIV acquisition in men and women: systematic review and meta-analysis of longitudinal studies. AIDS. 20, 73-83 (2006).
  3. Sill, T. J., von Recum, H. A. Electrospinning: applications in drug delivery and tissue engineering. Biomaterials. 29, 1989-2006 (2008).
  4. Jiang, T., Carbone, E. J., Lo, K. W. H., Laurencin, C. T. Electrospinning of polymer nanofibers for tissue regeneration. Prog Polym Sci. 46, 1-24 (2015).
  5. Hu, X., et al. Electrospinning of polymeric nanofibers for drug delivery applications. J. Control. Release. 185, 12-21 (2014).
  6. Huang, Z. M., Zhang, Y. Z., Kotaki, M., Ramakrishna, S. A review on polymer nanofibers by electrospinning and their applications in nanocomposites. Compos Sci Technol. 63, 2223-2253 (2003).
  7. Son, Y. J., Kim, W. J., Yoo, H. S. Therapeutic applications of electrospun nanofibers for drug delivery systems. Arch. Pharmacal Res. 37, 69-78 (2014).
  8. Ji, W., et al. Bioactive electrospun scaffolds delivering growth factors and genes for tissue engineering applications. Pharm. Res. 28, 1259-1272 (2011).
  9. Blakney, A. K., Ball, C., Krogstad, E. A., Woodrow, K. A. Electrospun fibers for vaginal anti-HIV drug delivery. Antiviral Res. 100, 9-16 (2013).
  10. Huang, C., et al. Electrospun cellulose acetate phthalate fibers for semen induced anti-HIV vaginal drug delivery. Biomaterials. 33, 962-969 (2012).
  11. Ball, C., Krogstad, E., Chaowanachan, T., Woodrow, K. A. Drug-eluting fibers for HIV-1 inhibition and contraception. PLoS One. 7, 49792 (2012).
  12. Yohe, S. T., Colson, Y. L., Grinstaff, M. W. Superhydrophobic materials for tunable drug release: using displacement of air to control delivery rates. J. Am. Chem. Soc. 134, 2016-2019 (2012).
  13. Aniagyei, S. E., et al. Evaluation of poly(lactic-co-glycolic acid) and poly(dl-lactide-co-epsilon-caprolactone) electrospun fibers for the treatment of HSV-2 infection. Mater. Sci. Eng. C Mater. Biol. Appl. 72, 238-251 (2017).
  14. Huang, C., et al. Electrospun polystyrene fibers for HIV entrapment. Polym. Advan. Technol. 25, 827-834 (2014).
  15. Carson, D., Jiang, Y., Woodrow, K. A. Tunable Release of Multiclass Anti-HIV Drugs that are Water-Soluble and Loaded at High Drug Content in Polyester Blended Electrospun Fibers. Pharm. Res. 33, 125-136 (2016).
  16. Chou, S. F., Carson, D., Woodrow, K. A. Current strategies for sustaining drug release from electrospun nanofibers. J. Control. Release. 220, 584-591 (2015).
  17. Ball, C., Woodrow, K. A. Electrospun solid dispersions of Maraviroc for rapid intravaginal preexposure prophylaxis of HIV. Antimicrob. Agents Chemother. 58, 4855-4865 (2014).
  18. Blakney, A. K., Krogstad, E. A., Jiang, Y. H., Woodrow, K. A. Delivery of multipurpose prevention drug combinations from electrospun nanofibers using composite microarchitectures. Int. J. Nanomedicine. 9, 2967-2978 (2014).
  19. Li, C. M., Vepari, C., Jin, H. J., Kim, H. J., Kaplan, D. L. Electrospun silk-BMP-2 scaffolds for bone tissue engineering. Biomaterials. 27, 3115-3124 (2006).
  20. Cai, S., Xu, H., Jiang, Q., Yang, Y. Novel 3D electrospun scaffolds with fibers oriented randomly and evenly in three dimensions to closely mimic the unique architectures of extracellular matrices in soft tissues: fabrication and mechanism study. Langmuir. 29, 2311-2318 (2013).
  21. Li, M. Y., et al. Electrospun protein fibers as matrices for tissue engineering. Biomaterials. 26, 5999-6008 (2005).
  22. Cui, W., Zhou, Y., Chang, J. Electrospun nanofibrous materials for tissue engineering and drug delivery. Sci. Technol. Adv. Mater. 11, 014108 (2010).
  23. Zahedi, P., Rezaeian, I., Ranaei-Siadat, S. O., Jafari, S. H., Supaphol, P. A review on wound dressings with an emphasis on electrospun nanofibrous polymeric bandages. Polym. Advan. Technol. 21, 77-95 (2010).
  24. Vaidya, P., Grove, T., Edgar, K. J., Goldstein, A. S. Surface grafting of chitosan shell, polycaprolactone core fiber meshes to confer bioactivity. J Bioact Compat Pol. 30, 258-274 (2015).
  25. Rim, N. G., et al. Mussel-inspired surface modification of poly(L-lactide) electrospun fibers for modulation of osteogenic differentiation of human mesenchymal stem cells. Colloid Surface B. 91, 189-197 (2012).
  26. Yao, C., Li, X. S., Neoh, K. G., Shi, Z. L., Kang, E. T. Surface modification and antibacterial activity of electrospun polyurethane fibrous membranes with quaternary ammonium moieties. J Membrane Sci. 320, 259-267 (2008).
  27. Kangwansupamonkon, W., Tiewtrakoonwat, W., Supaphol, P., Kiatkamjornwong, S. Surface Modification of Electrospun Chitosan Nanofibrous Mats for Antibacterial Activity. J Appl Polym Sci. 131, (2014).
  28. Grooms, T. N., et al. Griffithsin-Modified Electrospun Fibers as a Delivery Scaffold To Prevent HIV Infection. Antimicrob. Agents Chemother. 60, 6518-6531 (2016).
  29. Emau, P., et al. Griffithsin, a potent HIV entry inhibitor, is an excellent candidate for anti-HIV microbicide. J. Med. Primatol. 36, 244-253 (2007).
  30. Meuleman, P., et al. Griffithsin has antiviral activity against hepatitis C virus. Antimicrob. Agents Chemother. 55, 5159-5167 (2011).
  31. Nixon, B., et al. Griffithsin protects mice from genital herpes by preventing cell-to-cell spread. J. Virol. 87, 6257-6269 (2013).
  32. O’Keefe, B. R., et al. Broad-spectrum in vitro activity and in vivo efficacy of the antiviral protein griffithsin against emerging viruses of the family Coronaviridae. J. Virol. 84, 2511-2521 (2010).
  33. Ishag, H. Z., et al. Griffithsin inhibits Japanese encephalitis virus infection in vitro and in vivo. Arch. Virol. 158, 349-358 (2013).
  34. Ferir, G., et al. Combinations of griffithsin with other carbohydrate-binding agents demonstrate superior activity against HIV Type 1, HIV Type 2, and selected carbohydrate-binding agent-resistant HIV Type 1 strains. AIDS Res. Hum. Retroviruses. 28, 1513-1523 (2012).
  35. Xue, J., et al. The Griffithsin Dimer Is Required for High-Potency Inhibition of HIV-1: Evidence for Manipulation of the Structure of gp120 as Part of the Griffithsin Dimer Mechanism. Antimicrob Agents Ch. 57, 3976-3989 (2013).
  36. Kouokam, J. C., et al. Investigation of griffithsin’s interactions with human cells confirms its outstanding safety and efficacy profile as a microbicide candidate. PLoS One. 6, 22635 (2011).
  37. Moulaei, T., et al. Monomerization of viral entry inhibitor griffithsin elucidates the relationship between multivalent binding to carbohydrates and anti-HIV activity. Structure. 18, 1104-1115 (2010).
  38. Barton, C., et al. Activity of and effect of subcutaneous treatment with the broad-spectrum antiviral lectin griffithsin in two laboratory rodent models. Antimicrob. Agents Chemother. 58, 120-127 (2014).
  39. Mori, T., et al. Isolation and characterization of griffithsin, a novel HIV-inactivating protein, from the red alga Griffithsia sp. J. Biol. Chem. 280, 9345-9353 (2005).
  40. Ziolkowska, N. E., et al. Domain-swapped structure of the potent antiviral protein griffithsin and its mode of carbohydrate binding. Structure. 14, 1127-1135 (2006).
  41. Ziolkowska, N. E., et al. Crystallographic, thermodynamic, and molecular modeling studies of the mode of binding of oligosaccharides to the potent antiviral protein griffithsin. Proteins. 67, 661-670 (2007).
  42. O’Keefe, B. R., et al. Scaleable manufacture of HIV-1 entry inhibitor griffithsin and validation of its safety and efficacy as a topical microbicide component. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 106, 6099-6104 (2009).
  43. Ferir, G., Palmer, K. E., Schols, D. Synergistic activity profile of griffithsin in combination with tenofovir, maraviroc and enfuvirtide against HIV-1 clade C. Virology. 417, 253-258 (2011).
  44. Lai, S. K., Wang, Y. Y., Hanes, J. Mucus-penetrating nanoparticles for drug and gene delivery to mucosal tissues. Adv. Drug Deliv. Rev. 61, 158-171 (2009).
  45. Lai, S. K., Wang, Y. Y., Hida, K., Cone, R., Hanes, J. Nanoparticles reveal that human cervicovaginal mucus is riddled with pores larger than viruses. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 107, 598-603 (2010).
  46. Lai, S. K., Wang, Y. Y., Wirtz, D., Hanes, J. Micro- and macrorheology of mucus. Adv. Drug Deliv. Rev. 61, 86-100 (2009).
  47. Gentile, P., Chiono, V., Carmagnola, I., Hatton, P. V. An Overview of Poly(lactic-co-glycolic) Acid (PLGA)-Based Biomaterials for Bone Tissue Engineering. Int J Mol Sci. 15, 3640-3659 (2014).
  48. Repanas, A., Andriopoulou, S., Glasmacher, B. The significance of electrospinning as a method to create fibrous scaffolds for biomedical engineering and drug delivery applications. J Drug Deliv Sci Tec. 31, 137-146 (2016).
  49. Yoo, H. S., Kim, T. G., Park, T. G. Surface-functionalized electrospun nanofibers for tissue engineering and drug delivery. Adv. Drug Deliv. Rev. 61, 1033-1042 (2009).
  50. Barton, C., Kouokam, J. C., Hurst, H., Palmer, K. E. Pharmacokinetics of the Antiviral Lectin Griffithsin Administered by Different Routes Indicates Multiple Potential Uses. Viruses. 8, (2016).
  51. Sawicka, K., Gouma, P., Simon, S. Electrospun biocomposite nanofibers for urea biosensing. Sensor Actuat B-Chem. 108, 585-588 (2005).
  52. Ramakrishna, S., et al. Electrospun nanofibers: solving global issues. Mater Today. 9, 40-50 (2006).
  53. Liu, X., et al. Electrospinnability of Poly Lactic-co-glycolic Acid (PLGA): the Role of Solvent Type and Solvent Composition. Pharm. Res. 34, 738-749 (2017).
  54. Bhardwaj, N., Kundu, S. C. Electrospinning: A fascinating fiber fabrication technique. Biotechnol Adv. 28, 325-347 (2010).
  55. Fong, H., Chun, I., Reneker, D. H. Beaded nanofibers formed during electrospinning. Polymer. 40, 4585-4592 (1999).
  56. Zong, X. H., et al. Structure and process relationship of electrospun bioabsorbable nanofiber membranes. Polymer. 43, 4403-4412 (2002).
  57. Rodoplu, D., Mutlu, M. Effects of Electrospinning Setup and Process Parameters on Nanofiber Morphology Intended for the Modification of Quartz Crystal Microbalance Surfaces. J Eng Fiber Fabr. 7, 118-123 (2012).
  58. Grabarek, Z., Gergely, J. Zero-Length Crosslinking Procedure with the Use of Active Esters. Anal Biochem. 185, 131-135 (1990).
  59. Staros, J. V., Wright, R. W., Swingle, D. M. Enhancement by N-Hydroxysulfosuccinimide of Water-Soluble Carbodiimide-Mediated Coupling Reactions. Anal Biochem. 156, 220-222 (1986).
  60. Tan, S. H., Inai, R., Kotaki, M., Ramakrishna, S. Systematic parameter study for ultra-fine fiber fabrication via electrospinning process. Polymer. 46, 6128-6134 (2005).
  61. Spasova, M., Stoilova, O., Manolova, N., Rashkov, I., Altankov, G. Preparation of PLLA/PEG Nanofibers by Electrospinning and Potential Applications. J Bioact Compat Pol. 22, 62-76 (2007).
  62. Boland, E. D., et al. Electrospinning polydioxanone for biomedical applications. Acta Biomater. 1, 115-123 (2005).
  63. Senecal, A., Magnone, J., Marek, P., Senecal, K. Development of functional nanofibrous membrane assemblies towards biological sensing. React Funct Polym. 68, 1429-1434 (2008).
  64. Zhang, Y. Z., Venugopal, J., Huang, Z. M., Lim, C. T., Ramakrishna, S. Characterization of the surface biocompatibility of the electrospun PCL-collagen nanofibers using fibroblasts. Biomacromolecules. 6, 2583-2589 (2005).
  65. Gupta, D., Venugopal, J., Mitra, S., Giri Dev, V. R., Ramakrishna, S. Nanostructured biocomposite substrates by electrospinning and electrospraying for the mineralization of osteoblasts. Biomaterials. 30, 2085-2094 (2009).

Tags

FabricationCharacterizationGriffithsinFiber ScaffoldsSexually Transmitted InfectionsPolylactic AcidCo-glycolic AcidElectrospun FibersAntiviral ProteinDrug DeliveryHIV-1ProphylacticTherapeuticPLGAHFIPElectrospinningSyringe PumpPBSMESEDCNHS

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Vuong, H. R., Tyo, K. M., Steinbach-Rankins, J. M. Fabrication and Characterization of Griffithsin-modified Fiber Scaffolds for Prevention of Sexually Transmitted Infections. J. Vis. Exp. (128), e56492, doi:10.3791/56492 (2017).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image