Name: methods development for blood borne macrophage carriage of nanoformulated antiretroviral drugs
Uploaded: 2010-12-09T15:00:00
Duration: 18 min 46 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Methods Development for Blood Borne Macrophage Carriage of Nanoformulated Antiretroviral Drugs at JoVE.com

העבודה נתמכה על ידי מענקים 1P01DA028555-01A1, 2R01 NS034239, 2R37 NS36126, P01 NS31492, P20RR 15635, P01MH64570 ו P01 NS43985 (עד HEG) מן המכון הלאומי לבריאות. המחברים מודים לגב &#39;רובין טיילור עבור קריאה ביקורתית של כתב היד ותמיכה גרפי ספרותית יוצאת דופן. ברצוננו להודות סטיב Grzelak עבור המומחיות שלו כרסום רטוב. אנחנו רוצים גם להודות לד&quot;ר האן חן מאוניברסיטת נברסקה לינקולן מתקן הגרעין במיקרוסקופ אלקטרונים לאספקת סריקה מיקרוסקופית אלקטרונים הילוכים תמונות. לבסוף, אנו רוצים להודות מייגן מרקוורט עבור המומחיות שלה באמצעות מיקרוסקופיה confocal לחיות.

<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>

אין ניגודי אינטרסים הכריז.

NanoART נועדו לשפר HIV-1 הרפוי. יש לנו הצעת מונוציטים-macrophage המערכת מבוססת משלוח סמים כצעד ראשון לפתח טכנולוגיות כאלה לשימוש קליני כמערכת בדיקות מעבדה לפיתוח התרופה nanoformulated. העבודות האחרונות שלנו הראו כי המערכת אינה בת קיימא עבור יישום כזה 5,6. בדו&quot;ח הנוכחי, הדגמנו שיטות סינתזה של NP נפוץ HIV-1 תרופות (indinavir, IDV; ritonovir, RTV, efavirenz, EFV ו atazanavir, טרקטורונים). זו הושגה על ידי כרסום homogenization רטובות, ultrasonication. חשוב לציין, הגישה שלנו מאפשרת שינוי של מאפיינים פיזיים nanoART כגון צורה, גודל, ואת תשלום 5,6. על ידי בחירה זהירה של חומרים פעילי שטח, ניתן לשלוט על תשלום של החלקיקים מן שלילי מאוד נייטרלי חיובי מאוד. על ידי שינוי זמן עיבוד אינטנסיביות, ניתן לשלוט על גודל ו לדקלם חלקיקים קטנים כמו ≤ 200 ננומטר או גדול כמו ≥ 3 מיקרומטר. הצורה של החלקיקים יכולים גם להיות נשלט, אבל במידה פחותה יותר מאשר מאפיינים פיזיים אחרים. לדוגמה, חלקיקים כדוריים יכול להתבצע באמצעות sonication עם פולימרים זמן רב צדדית צורות גיאומטריות ניתן לייצר באמצעות כרסום homogenization או רטוב. כרסום homogenization רטוב לייצר חלקיקים בצורת אחרת, אבל תהליך זה תלוי בשיטת חלוקה ולא ניתן לשלוט ישירות. אלה המאפיינים של שיטות ייצור יכול לאפשר מחקרים בקלות לייצר nanoART למפרט העיצוב המדויק. זה חשוב ביותר שכן מאפייני physicochemical של nanoART יש השפעה רבת עוצמה על יציבות הן שלהם וכיצד הם מתקשרים עם תאים. לדוגמה, אנו הראו כי nanoART כי כ 1 מיקרומטר בגודל, יש מטען חיובי חזק, יש צורה גיאומטרית multisided נלקחים במהירות רבה יותר על ידי מקרופאגים, יציבה יותר פעם בתוך התאים, ושוחרר על פני תקופה ארוכה יותר זמן 6. שיטה לבדיקה nanoART פותחה המאפשר הקרנת פשוטה של ​​יכולתם של חלקיקים להילקח למעלה, שמר, ושוחרר על ידי מקרופאגים, אחד למקד תאים העיקרון של HIV-1, בנוסף ליכולתם לעכב שכפול נגיפי. זה מאפשר בקלות להבחין nanoART בהתבסס על הביצועים ולזהות את אלה שיש להם את הסיכוי הטוב ביותר להצליח במודל vivo, ובכך להגדיל הן את יעילות ומהירות בפיתוח nanoART לשימוש בבני אדם. הוכח כי עצם עכבר מקרופאגים מח כאשר נטען vivo לשעבר עם nanoART והועברו adoptively אנושי לתוך HIV-1 עכברים נגועים יכול לנסוע לאתרים של זיהום פעיל, כולל מערכת העצבים המרכזית, תרופות לשחרר עד 2 שבועות על ידי הזרקה תוך ורידית לעכב שכפול נגיפי 2-4. בנוסף, תאים אלה טעון nanoART היו גם מסוגל להפחית ביעילות את המספרים של תאים הנגועים בנגיף בפלסמה, בלוטות הלימפה, הטחול, הכבד והריאות, כמו גם להגן על תאים מסוג CD4 + 2. מחקרים אלה, אם כי ראשונית, להוכיח כי תא בתיווך מערכת המסירה nanoART יכול להפיץ כמויות משמעותיות קלינית של התרופה בדם וגם רקמות נגועים. בגלל התוצאות הראשוניות מעודדות מ HIV-1 מחקרים עכבר נגוע, אנחנו נמצאים כרגע בפיתוח חיסונית וירוס קוף מקוק חסר מודל נגוע כדי להמשיך לבחון את הפוטנציאל של nanoART לשימוש קליני.

קיצורים השתמשו בטבלה: IDV: indinavir; RTV: ritonavir: טרקטורונים: atazanavir; EFV: effavirenz; PVA: polyvinylalcohol; SDS סולפט dodecyl נתרן; P188: poloxamer 188 (המכונה גם Pluronic F68); MPEG-2000 DSPE: methyl-poly (אתילן גליקול,) 1,2-distearoyl-phosphatidyl-ethanolamine; DOTAP: (1-oleoyl-2-[6 - [(7-nitro-21 ,3-benzoxadiazol-4-י.ל.) אמינו] hexanoyl] - 3-trimethylammonium פרופאן); PLGA: פולי (לקטית-Co-חומצה גליקולית); CTAB: ברומיד אמוניום cetyltrimethyl; DMEM: השתנה Dulbecco הנשר בינוני; MCSF: המושבה מגרה macrophage פקטור; HPLC: בלחץ גבוה כרומטוגרפיה נוזלית, HIV-1 : וירוס הכשל החיסוני-1

methods development for blood borne macrophage carriage of nanoformulated antiretroviral drugs

תרופות Nanoformulated יכול לשפר פרמקודינמיקה ואת הזמינות הביולוגית בעת שכיהן גם כדי להפחית את רעילות התרופה (ART) תרופות תרופתי. לשם כך במעבדה שלנו יש להחיל את העקרונות של nanomedicine כדי לפשט את משטרי לאמנות וככזה להפחית רעילות תוך שיפור פרמקוקינטיקה ציות סמים. שיטות פשוטה ואמינה לאמנות ייצור nanoformulated (nanoART) מוצגים. חלקיקים של תרופה טהור כמוסות על ידי שכבה דקה של ציפוי השומנים פעילי שטח המיוצר על ידי fractionating גבישים גדולים סמים לתוך הקטנים על ידי כרסום או רטוב או בלחץ גבוה homogenization. בשיטה חלופית תרופות בחינם הוא מושעה אגל של פולימר. בזאת, התרופה מומס בתוך פולימר נסער לאחר מכן על ידי ultrasonication עד טיפות nanosized הפרט נוצרים. פיזור אור דינאמי בדיקה מיקרוסקופית לאפיין את התכונות הפיסיקליות של החלקיקים (גודל החלקיקים, צורת תשלום). מאפיינים ביולוגיים שלהם (ספיגת התא, אצירת cytotoxicity והיעילות תרופתי) נקבעים עם מונוציטים מקרופאגים הנגזרות האנושי (MDM). MDM נגזרות האדם מונוציטים בדם ההיקפי מבודד leukopacks באמצעות elutriation צנטריפוגלי לטיהור. כזה דם שמקורן מקרופאגים יכולים לשמש מובילי הסלולר עבור הפצת nanoART לנגיף הכשל החיסוני האנושי (HIV) איברים נגועים. אנו מניחים כי אריזה מחדש של תרופות תרופתי זמין קלינית לתוך חלקיקים של HIV-1 טיפולים עשוי לשפר את התאימות להשפיע בצורה חיובית על תוצאות המחלה.

Watch this Scientific Journal Video about Methods Development for Blood Borne Macrophage Carriage of Nanoformulated Antiretroviral Drugs at JoVE.com

Methods Development for Blood Borne Macrophage Carriage of Nanoformulated Antiretroviral Drugs

חלקיקים של indinavir, ritonavir, efavirenz ו atazanavir יוצרו באמצעות כרסום homogenization רטובות, ultrasonication. אלה nanoformulations, כינה קולקטיבי nanoformulated טיפול תרופתי (nanoART), העריכו macrophage מבוססי משלוח סמים. מונוציטים הנגזרות nanoART macrophage ספיגת, שימור לשחרר מתמשכת נקבעו. אלו מחקרים ראשוניים מראים את הפוטנציאל של nanoART לשימוש קליני.

שיטות פיתוח תובלה דם ברנה macrophage של תרופות תרופתי Nanoformulated

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

שיטות גילוי הקרינה לפלטפורמות אגל microfluidic

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

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

שיפר שיטה להכנה מבוססת תאים, דגם מגע אנושי של מחסום דם המוח

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

שיטות לאפיון Co-הפיתוח של Biofilm ובית גידול הטרוגניות

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

במבחנה הדגם של פיזיולוגי ופתולוגיים זרימת דם עם בקשה לחקירות של שיפוץ תא דם

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

האוטומטי לחלוטין צנטריפוגלי Microfluidic מכשיר לגילוי חלבון רגיש מן הדם מלא

Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) is a promising method to detect small amount of proteins in biological samples. The devices providing a platform ...

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

במבחנה חלחול של FITC טעון Ferritins מעבר מכשול עכברוש דם-מוח: מודל לחקר משלוח מולקולות Nanoformulated

Brain microvascular endothelial cells, supported by pericytes and astrocytes endfeet, are responsible for the low permeation of large hydrosoluble drugs ...

Two Methods for Decellularization of Plant Tissues for Tissue Engineering Applications

שתי שיטות Decellularization של רקמות הצמח ליישומים הנדסת רקמות

The autologous, synthetic, and animal-derived grafts currently used as scaffolds for tissue replacement have limitations due to low availability, poor ...

Nondestructive Monitoring of Degradable Scaffold-Based Tissue-Engineered Blood Vessel Development Using Optical Coherence Tomography

ניטור לא הורסות של פיתוח מתכלה מבוססי לגרדום רקמות מהונדסים כלי דם באמצעות טומוגרפיה אופטית קוהרנטית

Engineered vascular grafts with structural and mechanical properties similar to natural blood vessels are expected to meet the growing demand for arterial ...

Intra-cardiac Side-Firing Light Catheter for Monitoring Cellular Metabolism using Transmural Absorbance Spectroscopy of Perfused Mammalian Hearts

מהצד הפנים-לב-אש קטטר אור עבור ניטור מטבוליזם הסלולר באמצעות בליעה בספיגת העבר של הלבבות המגברים

Absorbance spectroscopy of cardiac muscle provides non-destructive assessment of cytosolic and mitochondrial oxygenation via myoglobin and cytochrome ...

Mitigation of Blood Borne Cell Attachment to Metal Implants through CD47-Derived Peptide Immobilization

הקלת הדם נישא תא מצורף שתלים מתכת באמצעות CD47 נגזר פפטיד אימוביליזציה

The key complications associated with bare metal stents and drug eluting stents are in-stent restenosis and late stent thrombosis, respectively. Thus, ...