O trabalho foi suportado por concessões 1P01DA028555-01A1, 2R01 NS034239, 2R37 NS36126, P01 NS31492, P20RR 15.635, P01MH64570 e P01 NS43985 (para HEG) do National Institutes of Health. Os autores agradecem a Sra. Robin Taylor para a leitura crítica do manuscrito e suporte gráfico e literário em circulação. Gostaríamos de agradecer a Steve Grzelak para sua perícia de moagem úmida. Gostaríamos também de agradecer ao Dr. Han Chen, da Universidade de Nebraska-Lincoln instalação do núcleo de microscopia eletrônica de varredura para fornecer as imagens e microscopia eletrônica de transmissão. Finalmente, gostaríamos de agradecer a Megan Marquart por sua especialização através de microscopia confocal ao vivo.

<ol>
	<li>Gendelman, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+isolation+and+propagation+of+human+immunodeficiency+virus+on+recombinant+colony-stimulating+factor+1-treated+monocytes.">Efficient isolation and propagation of human immunodeficiency virus on recombinant colony-stimulating factor 1-treated monocytes.</a> J Exp Med. 167 (4), 1428-1441 (1988).</li><li>Dou, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+macrophage-based+nanoparticle+platform+for+antiretroviral+drug+delivery.">Development of a macrophage-based nanoparticle platform for antiretroviral drug delivery.</a> Blood. 108 (8), 2827-2835 (2006).</li><li>Dou, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laboratory+investigations+for+the+morphologic,+pharmacokinetic,+and+anti-retroviral+properties+of+indinavir+nanoparticles+in+human+monocyte-derived+macrophages.">Laboratory investigations for the morphologic, pharmacokinetic, and anti-retroviral properties of indinavir nanoparticles in human monocyte-derived macrophages.</a> Virology. 358, 148-158 (2007).</li><li>Dou, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macrophage+delivery+of+nanoformulated+antiretroviral+drug+to+the+brain+in+a+murine+model+of+neuroAIDS.">Macrophage delivery of nanoformulated antiretroviral drug to the brain in a murine model of neuroAIDS.</a> J Immunol. 183 (1), 661-669 (2009).</li><li>Nowacek, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoformulated+Antiretroviral+Drug+Combinations+Extend+Drug+Release+and+Antiretroviral+Responses+in+HIV-1-Infected+Macrophages:+Implications+for+NeuroAIDS+Therapeutics.">Nanoformulated Antiretroviral Drug Combinations Extend Drug Release and Antiretroviral Responses in HIV-1-Infected Macrophages: Implications for NeuroAIDS Therapeutics.</a> J Neuroimmune Pharmacol. , (2010).</li><li>Nowacek, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NanoART+synthesis,+characterization,+uptake,+release+and+toxicology+for+human+monocyte-macrophage+drug+delivery.">NanoART synthesis, characterization, uptake, release and toxicology for human monocyte-macrophage drug delivery.</a> Nanomed. 4 (8), 903-917 (2009).</li><li>Kalter, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+HIV+replication+in+macrophage+colony-stimulating+factor-treated+monocytes.">Enhanced HIV replication in macrophage colony-stimulating factor-treated monocytes.</a> J Immunol. 146 (1), 298-306 (1991).</li></ol>

Não há conflitos de interesse declarados.

NanoART são concebidas para melhorar HIV-1 terapêutica. Propusemos um sistema de monócitos e macrófagos de entrega com base de drogas como um primeiro passo para desenvolver tais tecnologias para uso clínico e como um sistema de testes de laboratório para o desenvolvimento de drogas nanoformulated. Nossos trabalhos anteriores mostraram que o sistema é viável para essa aplicação 5,6. No relatório atual, nós temos ilustrado métodos para a síntese de NP de usados ​​medicamentos HIV-1 (indinavir, IDV; ritonovir, RTV; efavirenz, EFV e atazanavir, ATV). Isto foi conseguido por via húmida, homogeneização e ultra-som. Importante, a nossa abordagem permite modificações de nanoART características físicas como tamanho, forma e taxa de 5,6. Pela cuidadosa seleção de surfactantes, pode-se controlar a carga da partícula de altamente negativo para neutro para altamente positivo. Alterando o tempo de processamento e intensidade, pode-se controlar o tamanho e tornar partículas tão pequenas quanto ≤ 200 nm ou tão grande quanto ≥ 3 mm. A forma da partícula também pode ser controlada, mas em menor grau do que a outras características físicas. Por exemplo, partículas esféricas podem ser feitas através de sonicação com polímeros, enquanto multi-sided formas geométricas podem ser produzidos através de moagem úmida ou homogeneização. Moagem e homogeneização produzir partículas de diferentes formatos, mas este processo é dependente do método de fracionamento e não pode ser diretamente controlado. Estas propriedades dos métodos de fabricação podem permitir pesquisas para produzir facilmente nanoART para especificações exatas. Isso é de vital importância uma vez que as propriedades físico-nanoART ter um efeito poderoso sobre a sua estabilidade e como eles interagem com as células. Por exemplo, nós mostramos que nanoART que são aproximadamente 1 mícron de tamanho, tem uma forte carga positiva, e têm uma forma geométrica de vários lados são mais rapidamente absorvido pelos macrófagos, mais estável, uma vez dentro das células, e lançado durante um longo período de tempo 6. Um método para o teste nanoART foi desenvolvido que permite uma seleção simples de capacidade das partículas a serem tomadas para cima, retidos e liberados por macrófagos, uma das células princípio alvo de HIV-1, além de sua capacidade de inibir a replicação viral. Este permite facilmente diferenciar nanoART com base no desempenho e identificar aqueles que têm a melhor chance de sucesso em um modelo in vivo, assim, aumentando a eficiência ea velocidade de desenvolvimento nanoART para uso humano. Tem sido demonstrado que os macrófagos da medula óssea do rato quando carregado ex vivo com nanoART e adotivamente transferidos por injecção intravenosa em humanizado HIV-1 camundongos infectados pode viajar para locais de infecção ativa, incluindo o sistema nervoso central, e as drogas de liberação por até 2 semanas para inibir a replicação viral 2-4. Além disso, essas células nanoART carregado também foram capazes de reduzir efetivamente o número de células infectadas por vírus no plasma, gânglios linfáticos, baço, fígado e pulmão, bem como proteger as células CD4 + 2. Estes estudos, embora preliminares, mostram que uma célula-mediada sistema de entrega nanoART pode distribuir quantidades clinicamente significativas de droga para tanto sangue e nos tecidos infectados. Por causa dos resultados preliminares encorajadoras de HIV-1 estudos com ratos infectados, estamos actualmente a desenvolver um símio imuno deficiência vírus infectou macacos modelo para testar ainda mais o potencial de nanoART para uso clínico.

Abreviaturas utilizadas na tabela: IDV: indinavir; RTV: ritonavir; ATV: atazanavir; EFV: effavirenz; PVA: Álcool polivinílico; SDS dodecilsulfato de sódio; P188: poloxamer 188 (também denominado PLURONIC F68); MPEG 2000-DSPE: metil-poli (etileno glicol) 1,2-distearoyl-fosfatidil-etanolamina; DOTAP: (1-oleoil-2-[6 - [(7-nitro-21 ,3-benzoxadiazol-4-il) amino] hexanoyl] - 3 trimetilamónio-propano); PLGA: poli (láctico-co-glicólico ácido); CTAB: O brometo de amônio cetiltrimetilamônio; DMEM: Modified Dulbecco Eagle Medium; MCSF: Estimulador de Colônias de Macrófagos Fator; HPLC: alta pressão cromatografia líquida; HIV-1 : Vírus da Imunodeficiência Humana-1

methods development for blood borne macrophage carriage of nanoformulated antiretroviral drugs

Nanoformulated drogas podem melhorar farmacodinâmica e biodisponibilidade, servindo também para reduzir a toxicidade da droga para anti-retroviral (ART) medicamentos. Para este fim, nosso laboratório tem aplicado os princípios da nanomedicina para simplificar os regimes ART e, como tal, reduzir a toxicidade, melhorando a farmacocinética de conformidade e de drogas. Métodos simples e confiável para a ART de fabricação nanoformulated (nanoART) são mostrados. Partículas de drogas puras são encapsulados por uma fina camada de revestimento de lipídios surfactante e produzido por fracionamento cristais maiores de drogas nos menores por um ou outro moagem úmida ou de alta pressão de homogeneização. Em um método alternativo de droga livre é suspenso em uma gota de um polímero. Aqui, a droga é dissolvida em um polímero, em seguida agitado por ultra-som até individuais gotículas nanométricos são formadas. Espalhamento de luz dinâmico e exame microscópico caracterizar as propriedades físicas das partículas (tamanho de partícula de carga, e forma). Suas propriedades biológicas (captação celular e citotoxicidade, retenção e eficácia anti-retroviral) são determinados com humanos macrófagos derivados de monócitos (MDM). MDM são derivadas de monócitos do sangue periférico humano isolado leukopacks usando elutriação centrífuga para a purificação. Transmitidas pelo sangue, tais macrófagos podem ser utilizados como transportadores celulares para distribuição nanoART ao vírus da imunodeficiência humana (HIV) órgãos infectados. Postulamos que a reembalagem de medicamentos anti-retrovirais disponíveis clinicamente em nanopartículas para HIV-1 tratamentos podem melhorar o cumprimento e afetar positivamente a evolução das doenças.

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Methods Development for Blood Borne Macrophage Carriage of Nanoformulated Antiretroviral Drugs

Nanopartículas de indinavir, ritonavir, efavirenz e atazanavir foram fabricados usando moagem, homogeneização e ultra-som. Estes nanoformulations, coletivamente denominados nanoformulated terapia anti-retroviral (nanoART), avaliados com base em macrófagos entrega da droga. Derivados de monócitos macrófagos nanoART captação, retenção e liberação sustentada foram determinados. Estes estudos preliminares sugerem o potencial de nanoART para uso clínico.

Métodos de Desenvolvimento de Sangue Transporte Macrófago Borne de Nanoformulated medicamentos anti-retrovirais

Nanoformulated drugs can improve pharmacodynamics and bioavailability while serving also to reduce drug toxicities for antiretroviral (ART) medicines. To ...

methods-development-for-blood-borne-macrophage-carriage

Research

JoVE Journal

Bioengineering

13.1K visualizações.  University of Nebraska Medical Center. Nanopartículas de indinavir, ritonavir, efavirenz e atazanavir foram fabricados usando moagem, homogeneização e ultra-som. Estes nanoformulations, coletivamente denominados nanoformulated terapia anti-retroviral (nanoART), avaliados com base em macrófagos entrega da droga. Derivados de monócitos macrófagos nanoART captação, retenção e liberação sustentada foram determinados. Estes estudos preliminares sugerem o potencial de nanoART para uso clínico.