حقن نانوحبيبات ريترودوكتال للغدة اللهاة مورين
Summary
إيصال الأدوية المحلية الغدد اللهاة من الفائدة في فهم بيولوجيا الغدة اللعابية وتطوير علاجات جديدة. نقدم بروتوكولا حقن ريترودوكتال محدثة ومفصلة، تهدف إلى تحسين دقة التسليم وإمكانية تكرار نتائج تجريبية. تطبيق المقدمة في هذه الوثيقة هو تقديم الجسيمات النانوية البوليمرية.
Abstract
اثنين من الأهداف المشتركة للمداواة الغدة اللعابية هي الوقاية والعلاج من خلل الأنسجة بعد أما المناعة الذاتية أو ضرر الإشعاع. بتسليم المركبات الحيوية النشطة محلياً الغدد اللعابية، يمكن تحقيق تركيزات الأنسجة أكبر بأمان مقابل الإدارة النظامية. وعلاوة على ذلك، قبالة النسيج المستهدف الحد من الآثار من خارج غدي تراكم المواد يمكن جذريا. وفي هذا الصدد، حقن ريترودوكتال الطريقة مستخدمة على نطاق واسع للتحقيق في الغدة اللعابية البيولوجيا والفيزيولوجيا المرضية. لقد ثبت الإدارة ريترودوكتال لعوامل النمو والخلايا الأولية وناقلات أدينوفيرال والأدوية جزيء صغير لدعم وظيفة الغدة في الإعداد للإصابة. وقد أظهرنا سابقا فعالية استراتيجية نانوحبيبات-siRNA ريترودوكتالي حقن للحفاظ على وظيفة الغدة بعد التشعيع. هنا، هو مفصل طريقة فعالة للغاية واستنساخه لإدارة المواد النانوية للغدة اللهاة مورين من خلال مجرى الهواء في وارتون (الشكل 1). تصف الوصول إلى تجويف الفم، وتحدد الخطوات اللازمة للقناة كانولاتي وارتون، مع مزيد من الملاحظات تخدم كالتحقق من جودة طوال فترة الإجراءات.
Introduction
وقد خلل الغدة اللعابية مسببات عديدة، بما في ذلك المتلازمة في سيورغن، فقدان المناعة الذاتية وساطة الأنسجة الافرازية الوظيفية، والإشعاع الناجم عن هيبوساليفيشن (هيام)، سكولا مشتركة للرأس والرقبة السرطان العلاج الإشعاعي1. فقدان وظيفة اللعاب بسبب أما الشرط عند الأفراد للإصابة الفموية والجهازية وتسوس الأسنان، والخلل في الجهاز الهضمي والبلع، والنطق والاكتئاب الكبرى1،،من23. كنتيجة لذلك، إلى حد كبير يعاني نوعية الحياة، مع تدخلات محدودة للتخفيف من الأعراض بدلاً من علاج4. للتحقيق في رواية العلاجات في فيفو، الاهتمام بإدارة المركبات النشطة بيولوجيا مباشرة الغدة اللعابية.
حقن ريترودوكتال وسيلة قيمة لتوصيل المركبات النشطة بيولوجيا مباشرة إلى الغدد اللعابية واختبار الفعالية في المرض والإصابة، أو في إطار التوازن أنسجة طبيعية. الغدد اللعابية الرئيسية الثلاثة هي النكفية (PG) واللهاة (SMG)، وتحت اللسان (SLG)، كل من فيها فارغة في تجويف الفم من خلال القنوات مطرح. تشريح الفاري إس أم جي تصاريح الوصول المباشر من خلال كانوليشن للقناة في وارتون، الموجودة في أرضية الفم تحت اللسان5. وبعد كانوليشن، ومذاوبة المخدرات يمكن أن تدار مباشرة إلى إس أم جي. في أعقاب تسليم ريترودوكتال، مقيد نشرها خارج غدي بالكبسولة الأنسجة المحيطة بها التي تنظم تبادل المواد مع المحيطة بهياكل6. إس أم جي وفي مجرى الهواء هي منظم على نحو مماثل في البشر، ويتم الوصول إليها بشكل روتيني أثناء الجراحة وسيالوندوسكوبي إس أم جي7. في البشر والفئران، جزء من الغرام بالمثل يمكن الوصول إليها عبر مجرى الهواء في ستينسين في الغشاء المخاطي الشدقى8.
في نماذج هيام مورين، استخدمت حقن ريترودوكتال إس أم جي لتقديم العلاجات بما في ذلك عوامل النمو والخلايا الأولية، ناقلات أدينوفيرال، السيتوكينات، والمركبات المضادة للأكسدة تعدل الاستجابة الخلوية للإصابة، وتقليل ما يترتب على ذلك الأنسجة الضرر5،9،10،11،12،13،14،،من1516. ويعد نجاح السريرية أبرز حقن ريترودوكتال إدارة ناقلات أدينوفيرال مباشرة التعبير عن قناة المياه (Aquaporin 1؛ AQP1) في المرضى بعد بالإشعاع ل سرطان الرأس والرقبة17.
سابقا، لدينا نمواً وأظهرت نجاعة نظام siRNA نانوحبيبات البوليمرية ريترودوكتالي حقن لحماية وظيفة الغدة اللعابية من هيام11،18،،من1920. وكامتداد لعملنا الماضية، هنا، نظهر لدينا بروتوكول لحقن SMG ريترودوكتال استخدام نانوحبيبات مسمى فلوريسسينتلي (NP) قادرة على تحميل وإيصال خلاف ذلك ضعيفة الذوبان المخدرات2221،، 23.
أننا قد المركبة NP من كوبوليمر ديبلوك تتألف من بولي (ستايرين-alt-هيدرازيد anhydride)-b-poly(styrene) (بسمة) من خلال إضافة عكسها سلسلة التجزئة (الطوافة) البلمرة، كما هو موضح سابقا21. من خلال تبادل المذيبات، هذه البوليمرات عفويا ذاتيا تجميع في الهياكل التي أرستها مذيل مع مسعور الداخلية وماء خارجي21. تتم تسمية مصادر القدرة النووية مع فلوروفوري الأحمر تكساس للسماح بتحقق التسليم التي أرستها في الغدد دون التضحية بالحيوان. يعيش تصوير الحيوان ويظهر SMG immunohistochemistry في ح 1 و 1 يوم بعد الحقن.
هذا تحديث واستنساخه cannulation البروتوكول ينبغي أن تمكن الآخرين من أجل تحقيق حقن ريترودوكتال. ونحن نتوقع أن يصبح هذا الأسلوب المكرر عاملاً حاسما في فيفو الدراسات والتنمية العلاجية24،25.
Protocol
Representative Results
Discussion
حقن ريترودوكتال أمر حاسم لإيصال الأدوية مترجمة إلى الغدة اللعابية. هذا الأسلوب له تطبيقات في فحص العوامل العلاجية للشروط بما في ذلك متلازمة شيغرن وهيام9،10،28. إيصال الأدوية مباشرة إلى إس أم جي عن طريق الحقن ريترودوكتال يوفر ميزة رئيسية عل…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
البحث عنها في هذا المنشور أيده “المعهد الوطني للأسنان” والجمجمة البحوث (NIDCR) ومعهد السرطان الوطني (NCI) من “معاهد الصحة الوطنية في” إطار جائزة عدد R56 DE025098 و UG3 DE027695 و F30 CA206296. المحتوى هي المسؤولة الوحيدة عن المؤلفين ولا تمثل بالضرورة وجهات النظر الرسمية “المعاهد الوطنية للصحة”. كما أيد هذا العمل 1206219 هيئة الهجرة واللاجئين في جبهة الخلاص الوطني والابتكار IADR في “منح الرعاية عن طريق الفم” (2016).
نود أن نشكر جافريتي جين لمساعدتها في إجراء تجارب إيفيس. نود أن نشكر بنتلي كارين للمدخلات والمساعدة في أداء م. نود أن نشكر “ونغ” Lun بي لمساعدته مع المدينة. نود أن نشكر اينغلس ماثيو لمساعدته في إعداد الشكل. ونود أن نشكر الدكتور الين سمولوك واميلي وو لقراءة نقدية لهذه المخطوطة.
Materials
| Pilocarpine hydrochloride | Sigma Aldrich | P6503 | Pilocarpine |
| Student Vannas Spring Scissors | Fine Science Tools | 91500-9 | Spring Scissors for Tracheostomy |
| Sterile Saline Solution | Medline | RDI30296H | Saline |
| Dumont #7 Forceps | Fine Science Tools | 11274-20 | Curved Forceps |
| Dumont #5 Forceps | Fine Science Tools | 11251-10 | Straight Forceps |
| Standard Pattern Forceps | Fine Science Tools | 11000-12 | Blunt Forceps |
| Fine Scissors- Tungsten Carbide | Fine Science Tools | 14568-09 | Dissection Scissors |
| Microhematocrit Heparinized Capillary Tubes | Fisher Scientific | 22362566 | Capillary tubes |
| Lubricant Eye Ointment | Refresh | N/A | Refresh Lacri-Lube |
| Goat polyclonal anti-Nkcc1 | Santa Cruz Biotech | SC-21545 | Nkcc1 Antibody |
| DAPI (4',6-Diamidino-2-Phenylindole, Dihydrochloride) | Thermo Fisher Scientific | D1306 | DAPI |
| GraphPad Prism | GraphPad | ver6.0 | Statistical Software |
| Cotton tipped applicator | Medline | MDS202000 | Applicator for eye ointment |
| 0.5cc Insulin Syringe, 29G x 1/2" | BD | 7629 | Syringe for intraperitoneal injection |
References
- Miranda-Rius, J., Brunet-Llobet, L., Lahor-Soler, E., Farre, M. Salivary Secretory Disorders, Inducing Drugs, and Clinical Management. International Journal Of Medical Sciences. 12 (10), 811-824 (2015).
- Acauan, M. D., Figueiredo, M. A. Z., Cherubini, K., Gomes, A. P. N., Salum, F. G. Radiotherapy-induced salivary dysfunction: Structural changes, pathogenetic mechanisms and therapies. Archives of Oral Biology. 60 (12), 1802-1810 (2015).
- Dirix, P., Nuyts, S., Vander Poorten, V., Delaere, P., Van den Bogaert, W. The influence of xerostomia after radiotherapy on quality of life. Supportive Care in Cancer. 16 (2), 171-179 (2008).
- Vissink, A., et al. Clinical management of salivary gland hypofunction and xerostomia in head-and-neck cancer patients: successes and barriers. International Journal of Radiation Oncology Biology Physics. 78 (4), 983-991 (2010).
- Delporte, C., et al. Increased fluid secretion after adenoviral-mediated transfer of the aquaporin-1 cDNA to irradiated rat salivary glands. Proceedings of the National Academy of Sciences. 94 (7), 3268-3273 (1997).
- Samuni, Y., Baum, B. J. Gene delivery in salivary glands: from the bench to the clinic. Biochimica et Biophysica Acta. 1812 (11), 1515-1521 (2011).
- Beahm, D. D., et al. Surgical approaches to the submandibular gland: A review of literature. International Journal of Surgery. 7 (6), 503-509 (2009).
- Zheng, C., Shinomiya, T., Goldsmith, C. M., Di Pasquale, G., Baum, B. J. Convenient and reproducible in vivo gene transfer to mouse parotid glands. Oral diseases. 17 (1), 77-82 (2011).
- Zheng, C., et al. Prevention of Radiation-Induced Salivary Hypofunction Following hKGF Gene Delivery to Murine Submandibular Glands. Clinical Cancer Research. 17 (9), 2842-2851 (2011).
- Okazaki, Y., et al. Acceleration of rat salivary gland tissue repair by basic fibroblast growth factor. Archives of Oral Biology. 45 (10), 911-919 (2000).
- Arany, S., Benoit, D. S., Dewhurst, S., Ovitt, C. E. Nanoparticle-mediated gene silencing confers radioprotection to salivary glands in vivo. Molecular Therapy. 21 (6), 1182-1194 (2013).
- Cotrim, A. P., Sowers, A., Mitchell, J. B., Baum, B. J. Prevention of irradiation-induced salivary hypofunction by microvessel protection in mouse salivary glands. Molecular Therapy. 15 (12), 2101-2106 (2007).
- Redman, R. S., Ball, W. D., Mezey, E., Key, S. Dispersed donor salivary gland cells are widely distributed in the recipient gland when infused up the ductal tree. Biotechnic & Histochemistry. 84 (6), 253-260 (2009).
- Grundmann, O., Fillinger, J. L., Victory, K. R., Burd, R., Limesand, K. H. Restoration of radiation therapy-induced salivary gland dysfunction in mice by post therapy IGF-1 administration. BMC Cancer. 10, 417-417 (2010).
- Limesand, K. H., et al. Insulin-Like Growth Factor-1 Preserves Salivary Gland Function After Fractionated Radiation. International Journal of Radiation Oncology Biology Physics. 78 (2), 579-586 (2010).
- Marmary, Y., et al. Radiation-induced loss of salivary gland function is driven by cellular senescence and prevented by IL-6 modulation. Cancer Research. , (2016).
- Baum, B. J., et al. Early responses to adenoviral-mediated transfer of the aquaporin-1 cDNA for radiation-induced salivary hypofunction. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (47), 19403-19407 (2012).
- Arany, S., et al. Pro-apoptotic gene knockdown mediated by nanocomplexed siRNA reduces radiation damage in primary salivary gland cultures. Journal of Cellular Biochemistry. 113 (6), 1955-1965 (2012).
- Benoit, D. S. W., Henry, S. M., Shubin, A. D., Hoffman, A. S., Stayton, P. S. pH-responsive polymeric siRNA carriers sensitize multidrug resistant ovarian cancer cells to doxorubicin via knockdown of polo-like kinase 1. Molecular pharmaceutics. 7 (2), 442-455 (2010).
- Malcolm, D. W., Varghese, J. J., Sorrells, J. E., Ovitt, C. E., Benoit, D. S. W. The Effects of Biological Fluids on Colloidal Stability and siRNA Delivery of a pH-Responsive Micellar Nanoparticle Delivery System. ACS Nano. , (2017).
- Baranello, M. P., Bauer, L., Benoit, D. S. Poly(styrene-alt-maleic anhydride)-based diblock copolymer micelles exhibit versatile hydrophobic drug loading, drug-dependent release, and internalization by multidrug resistant ovarian cancer cells. Biomacromolecules. 15 (7), 2629-2641 (2014).
- Wang, Y., et al. Fracture-Targeted Delivery of β-Catenin Agonists via Peptide-Functionalized Nanoparticles Augments Fracture Healing. ACS Nano. 11 (9), 9445-9458 (2017).
- Baranello, M. P., Bauer, L., Jordan, C. T., Benoit, D. S. W. Micelle Delivery of Parthenolide to Acute Myeloid Leukemia Cells. Cellular and Molecular Bioengineering. 8 (3), 455-470 (2015).
- Kuriki, Y., et al. Cannulation of the Mouse Submandibular Salivary Gland via the Wharton’s Duct. Journal of Visualized Experiments. (51), e3074 (2011).
- Nair, R. P., Zheng, C., Sunavala-Dossabhoy, G. Retroductal Submandibular Gland Instillation and Localized Fractionated Irradiation in a Rat Model of Salivary Hypofunction. Journal of Visualized Experiments. (110), (2016).
- Wang, Y., Malcolm, D. W., Benoit, D. S. W. Controlled and sustained delivery of siRNA/NPs from hydrogels expedites bone fracture healing. Biomaterials. 139 (Supplement C), 127-138 (2017).
- Hoffman, M. D., Van Hove, A. H., Benoit, D. S. W. Degradable hydrogels for spatiotemporal control of mesenchymal stem cells localized at decellularized bone allografts. Acta Biomaterialia. 10 (8), 3431-3441 (2014).
- Nguyen, C. Q., Yin, H., Lee, B. H., Chiorini, J. A., Peck, A. B. IL17: potential therapeutic target in Sjogren’s syndrome using adenovirus-mediated gene transfer. Laboratory Investigation. 91 (1), 54-62 (2011).
