Name: methods development for blood borne macrophage carriage of nanoformulated antiretroviral drugs
Uploaded: 2010-12-09T15:00:00
Duration: 18 min 46 s
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Die Arbeit wurde durch Fördermittel 1P01DA028555-01A1, 2R01 NS034239, 2R37 NS36126, P01 NS31492, P20RR 15635, P01MH64570 und P01 NS43985 (bis HEG) aus der National Institutes of Health unterstützt. Die Autoren danken Frau Robin Taylor für die kritische Durchsicht des Manuskripts und herausragende Grafik-und literarische Unterstützung. Wir möchten Steve Grzelak für seine Nassmahlen Know-how zu danken. Wir möchten auch Dr. Han Chen von der University of Nebraska-Lincoln-Elektronenmikroskopie Core Facility für die Versorgung der Raster-und Transmissions-Elektronenmikroskopie Bilder danken. Schließlich möchten wir Megan Marquart für ihr Know-how mit Live-konfokale Mikroskopie danken.

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	<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>

Nanoart sind entworfen, um HIV-1-Therapeutika zu verbessern. Wir haben eine Monozyten-Makrophagen-basierte Drug-Delivery-Systems als ein erster Schritt, um diese Technologien für den klinischen Einsatz zu entwickeln und als Labor-Prüfsystem für nanoformulated Entwicklung von Medikamenten vorgeschlagen. Unsere bisherigen Arbeiten haben gezeigt, dass das System tragfähig für eine solche Anwendung ist 5,6. In dem aktuellen Bericht haben wir Methoden zur Synthese von NP der am häufigsten verwendeten HIV-1 Medikamente (; ritonovir, RTV, Efavirenz, EFV und Atazanavir, ATV Indinavir, IDV) dargestellt. Dies wurde durch Naßvermahlung, Homogenisierung und Ultraschall erreicht. Wichtig ist, ermöglicht es unseren Ansatz für Modifikationen Nanoart physikalischen Eigenschaften wie Größe, Form und Ladung 5,6. Durch die sorgfältige Auswahl von Tensiden, kann man die Ladung des Teilchens von stark negativ auf neutral bis stark positive Kontrolle. Durch die Veränderung der Verarbeitung Zeit und Intensität, kann man die Größe und machen kleine Partikel ≤ 200 nm oder so groß wie ≥ 3 um. Die Form der Teilchen kann auch gesteuert werden, aber in geringerem Maße als die anderen physikalischen Eigenschaften. Zum Beispiel können kugelförmige Partikel via Ultraschall mit Polymeren hergestellt werden, während mehrseitige geometrische Formen über Nassmahlen oder Homogenisierung hergestellt werden können. Nassmahlen und Homogenisierung produzieren unterschiedlich geformte Partikel, aber dieser Prozess ist abhängig von der Fraktionierung Methode und kann nicht direkt für die gesteuert werden. Diese Eigenschaften der Herstellungsmethoden aktivieren können Forschungen auf einfache Weise zu produzieren Nanoart genaue Design-Vorgaben. Das ist unbedingt notwendig, da die physikalisch-chemischen Eigenschaften Nanoart eine starke Wirkung haben beide auf ihre Stabilität und ihre Interaktion mit Zellen. Zum Beispiel haben wir gezeigt, dass Nanoart, dass etwa 1 &amp;mgr; m groß sind, haben eine starke positive Ladung, und haben einen vielseitigen geometrischen Form schneller werden von Makrophagen, stabiler einmal im Inneren der Zellen aufgenommen und veröffentlicht über einen längeren Zeitraum Zeit 6. Ein Verfahren zum Testen Nanoart wurde entwickelt, ermöglicht eine einfache Screening der Partikel &#39;Fähigkeit, aufgenommen werden, erhalten und veröffentlicht von Makrophagen, einer der Grundsatz Zielzellen von HIV-1, zusätzlich zu ihrer Fähigkeit, die virale Replikation zu hemmen. Dies erlaubt es, leicht unterscheiden Nanoart basierend auf Leistung und diejenigen auszuwählen, die beste Chance auf Erfolg in einem In-vivo-Modell, also erhöht die Effizienz und Geschwindigkeit bei der Entwicklung Nanoart für den menschlichen Gebrauch haben. Es hat sich gezeigt, dass Knochenmark der Maus Makrophagen, wenn ex vivo mit Nanoart geladen und adoptiv durch intravenöse Injektion in humanisierter HIV-1 infizierten Mäusen den Stellen der aktiven Infektion reisen können, einschließlich des zentralen Nervensystems, und lassen Sie Medikamente für bis zu 2 Wochen übertragen zu hemmen die virale Replikation 2-4. Darüber hinaus wurden diese Nanoart beladenen Zellen in der Lage, effektiv reduzieren die Anzahl der Virus-infizierten Zellen im Plasma, Lymphknoten, Milz, Leber und Lunge sowie Schutz CD4 + Zellen 2. Diese Studien, obwohl sie vorläufig, zeigen, dass eine Zell-vermittelten Nanoart Abgabesystem kann klinisch signifikante Mengen des Arzneimittels, sowohl Blut und infizierten Geweben verteilen. Aufgrund der ermutigenden vorläufigen Ergebnisse von HIV-1-infizierten Maus-Studien, sind wir derzeit die Entwicklung eines Simian Immuno Deficiency Virus infiziert Makaken-Modell weiter zu testen das Potenzial der Nanoart für den klinischen Einsatz.

Abkürzungen in der Tabelle verwendet: IDV: Indinavir, RTV: Ritonavir, ATV: Atazanavir; EFV: effavirenz; PVA: Polyvinylalkohol; SDS Natriumdodecylsulfat; P188: Poloxamer 188 (auch als Pluronic F68); mPEG 2000-DSPE: Methyl-poly (Ethylen-Glykol) 1,2-Distearoyl-Phosphatidyl-Ethanolamin; DOTAP: (1-Oleoyl-2-[6 - [(7-Nitro-21 ,3-benzoxadiazol-4-yl) amino] Hexanoyl] - 3-trimethylammoniumpropanchlorid); PLGA: Poly (Milchsäure-co-Glykolsäure); CTAB: Cetyltrimethylammoniumbromid; DMEM: Dulbecco Modified Eagle Medium; MCSF: Makrophagen-Kolonie-stimulierender Faktor; HPLC: Hochdruck-Flüssigkeits-Chromatographie; HIV-1 : Human Immunodeficiency Virus-1

methods development for blood borne macrophage carriage of nanoformulated antiretroviral drugs

Nanoformulated Medikamente verbessern können Pharmakodynamik und Bioverfügbarkeit beim Dienen auch die Medikamente für die antiretrovirale (ART) Medikamente zu reduzieren. Zu diesem Zweck hat unser Labor den Grundsätzen der Nanomedizin angewendet ART zu vereinfachen und als solche zu reduzieren Toxizitäten bei gleichzeitiger Verbesserung der Compliance und Drogen Pharmakokinetik. Einfache und zuverlässige Verfahren zur Herstellung von nanoformulated ART (Nanoart) gezeigt. Partikel aus reinem Wirkstoff durch eine dünne Schicht aus Tensid-Lipid-Schicht gekapselt und produziert durch Fraktionierung größeren Medikamenten-Kristalle in kleinere von beiden Nassmahlen oder Hochdruckhomogenisation. In einem alternativen Verfahren frei Medikament ist in einem Tropfen aus einem Polymer suspendiert. Hierin ist eine medikamentöse innerhalb eines Polymers dann durch Ultraschall gerührt, bis einzelne nanometergroßen Tröpfchen gebildet werden aufgelöst. Die dynamische Lichtstreuung und mikroskopische Untersuchung charakterisieren die physikalischen Eigenschaften der Teilchen (Partikel Größe, Ladung und Form). Ihre biologischen Eigenschaften (Zelle Aufnahme und Retention, Zytotoxizität und antiretrovirale Wirksamkeit) sind mit menschlichen Monozyten-Makrophagen (MDM) bestimmt. MDM sind aus menschlichen Monozyten im peripheren Blut von leukopacks mit Zentrifugalkraft Elutriation zur Reinigung isoliert abgeleitet. Solche Blut übertragbaren Makrophagen als zelluläre Transporter für Nanoart Verteilung an humanen Immundefizienz-Virus (HIV) infizierten Organen verwendet werden. Wir postulieren, dass das Umpacken von klinisch verfügbaren antiretroviralen Medikamente in Nanopartikel für HIV-1-Behandlungen kann die Einhaltung zu verbessern und positiv beeinflussen Krankheitsverläufe.

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Methods Development for Blood Borne Macrophage Carriage of Nanoformulated Antiretroviral Drugs

Nanopartikel aus Indinavir, Ritonavir, Efavirenz und Atazanavir wurden unter Verwendung Nassmahlen, Homogenisierung und Ultraschall. Diese Nanoformulierungen, kollektiv als nanoformulated antiretroviralen Therapie (Nanoart), beurteilt Makrophagen-based Drug Delivery. Monozyten-Makrophagen-abgeleitete Nanoart Aufnahme, Speicherung und Freisetzung bestimmt. Diese vorläufigen Studien legen nahe, das Potenzial der Nanoart für den klinischen Einsatz.

Methodenentwicklung für Blood Borne Makrophagen Beförderung von Nanoformulated antiretroviralen Medikamenten

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

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Fluorescence detection methods for microfluidic droplet platforms

Fluoreszenz-Nachweisverfahren für Mikrofluidik-Tropfen-Plattformen

The development of microfluidic platforms for performing chemistry and biology has in large part been driven by a range of potential benefits that ...

Forschung

Biotechnik

Improved Method for the Preparation of a Human Cell-based, Contact Model of the Blood-Brain Barrier

Verbesserte Methode zur Präparation einer menschlichen Zelle-basierte, Kontakt Modell der Blut-Hirn-Schranke

The blood-brain barrier (BBB) comprises impermeable but adaptable brain capillaries which tightly control the brain environment. Failure of the BBB has ...

Methods for Characterizing the Co-development of Biofilm and Habitat Heterogeneity

Methoden zur Charakterisierung des Co-Entwicklung von Biofilm und Habitat Heterogenität

Biofilms are surface-attached microbial communities that have complex structures and produce significant spatial heterogeneities. Biofilm development is ...

In Vitro Model of Physiological and Pathological Blood Flow with Application to Investigations of Vascular Cell Remodeling

In Vitro Model of Physiological and Pathological Blood Flow with Application to Investigations of Vascular Cell Remodeling

In-vitro-Modell von physiologischen und pathologischen Blutfluss mit Anwendung auf Untersuchungen der Gefäßzell Remodeling

Vascular disease is a common cause of death within the United States. Herein, we present a method to examine the contribution of flow dynamics towards ...

Fully Automated Centrifugal Microfluidic Device for Ultrasensitive Protein Detection from Whole Blood

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In Vitro Permeation of FITC-loaded Ferritins Across a Rat Blood-brain Barrier: a Model to Study the Delivery of Nanoformulated Molecules

In - vitro - Permeation von FITC-geladen Ferritine Über eine Ratte Blut-Hirn - Schranke: ein Modell für die Lieferung von Nanoformulated Moleküle zu studieren

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