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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Il lavoro è stato sostenuto dalle concessioni 1P01DA028555-01A1, NS034239 2R01, 2R37 NS36126, P01 NS31492, P20RR 15635, P01MH64570 e P01 NS43985 (a HEG) dal National Institutes of Health. Gli autori ringraziano la signora Robin Taylor per la lettura critica del manoscritto ed eccezionale supporto grafico e letterario. Vorremmo ringraziare Steve per la sua Grzelak bagnato fresatura competenza. Vorremmo anche ringraziare il dottor Han Chen dell&#39;Università del Nebraska-Lincoln impianto nucleo microscopia elettronica per la fornitura la scansione e la trasmissione delle immagini microscopia elettronica. Infine, vorremmo ringraziare Megan Marquart per la sua esperienza dal vivo con microscopia confocale.

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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>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Nanoarte sono progettati per migliorare l&#39;HIV-1 terapie. Abbiamo proposto un monociti-macrofagi sistema di consegna della droga come primo passo per sviluppare queste tecnologie per uso clinico e come sistema di laboratorio per lo sviluppo di farmaci nanoformulated. I nostri lavori passati hanno dimostrato che il sistema è vitale per una tale applicazione 5,6. Nella presente relazione, abbiamo illustrato i metodi per la sintesi di NP comunemente usati farmaci HIV-1 (indinavir, IDV; ritonovir, RTV, efavirenz, EFV e atazanavir, ATV). Questa è stata ottenuta mediante fresatura da bagnato, omogeneizzazione e ultrasuoni. È importante sottolineare che il nostro approccio permette di modifiche di Nanoarte caratteristiche fisiche come la dimensione, forma e carica 5,6. Da un&#39;attenta selezione di tensioattivi, si può controllare la carica della particella da altamente negativo neutro altamente positivo. Modificando il tempo di elaborazione e l&#39;intensità, si può controllare la dimensione e il rendering delle particelle piccole come ≤ 200 nm o grande come ≥ 3 micron. La forma della particella può essere controllata, ma in misura minore rispetto alle altre caratteristiche fisiche. Per esempio, particelle sferiche possono essere effettuate tramite sonicazione con polimeri, mentre le forme geometriche più lati possono essere prodotti tramite macinazione ad umido o omogeneizzazione. Macinazione ad umido e omogeneizzazione produrre particelle di forma diversa, ma questo processo dipende dal metodo di frazionamento e non possono essere direttamente controllata per. Queste proprietà dei metodi di fabbricazione può consentire ricerche per produrre facilmente NanoArt alle specifiche di progetto preciso. Ciò è di vitale importanza dato che le proprietà fisico-chimiche di Nanoarte hanno un potente effetto su entrambi la loro stabilità e come interagiscono con le cellule. Per esempio, abbiamo dimostrato che nanoART che sono circa 1 micron di grandezza, hanno una forte carica positiva, e hanno una forma geometrica più lati sono più rapidamente ripreso da macrofagi, più stabile, una volta all&#39;interno delle cellule, e rilasciato per un lungo periodo di tempo 6. Un metodo per il test è stato sviluppato NanoArt che permette semplici per lo screening della capacità delle particelle &#39;a essere ripreso, trattenuto e rilasciato dai macrofagi, una delle cellule bersaglio del principio di HIV-1, oltre alla loro capacità di inibire la replicazione virale. Questo permette di differenziare facilmente NanoArt in base alle prestazioni e identificare quelli che hanno le migliori possibilità di successo in un modello in vivo, in tal modo, aumentando sia l&#39;efficienza e la velocità di sviluppo di Nanoarte per uso umano. E &#39;stato dimostrato che i macrofagi del midollo osseo del mouse quando caricato ex vivo con NanoArt e adoptively trasferito per via endovenosa in umanizzato da HIV-1 nei topi infettati possono viaggiare a siti di infezione attiva, compreso il sistema nervoso centrale, e la droga di rilascio per fino a 2 settimane per inibire la replicazione virale 2-4. Inoltre, queste cellule NanoArt caricato stati anche in grado di ridurre efficacemente il numero di cellule infettate dal virus nel plasma, linfonodi, milza, fegato e polmone oltre che proteggere le cellule CD4 + 2. Questi studi, anche se preliminari, dimostrano che una cellula-mediata sistema di consegna NanoArt possibile distribuire quantità clinicamente significative di farmaco sia per sangue e nei tessuti infetti. A causa dei risultati preliminari incoraggianti da HIV-1 studi sui topi infetti, stiamo attualmente sviluppando un modello di immuno deficienza di scimmie infette da virus macaco per testare ulteriormente il potenziale di Nanoarte per uso clinico.

Abbreviazioni utilizzate nella tabella: IDV: indinavir; RTV: ritonavir; ATV: atazanavir; EFV: effavirenz; PVA: polivinilalcool; SDS dodecil solfato di sodio; P188: poloxamer 188 (detta anche Pluronic F68); mPEG 2000-DSPE: metil-poli (glicole etilenico) 1,2-distearoyl-fosfatidil-etanolammina; DOTAP: (1-oleoyl-2-[6 - [(7-nitro-21-benzoxadiazol ,3-4-il) ammino] Hexanoyl] - 3-trimetilammonio propano); PLGA: poli (lattico-co-glicolico acido); CTAB: bromuro cetyltrimethyl di ammonio; DMEM: Dulbecco modificato Aquila media; MCSF: macrofagi fattore stimolante le colonie; HPLC: alta pressione cromatografia liquida; HIV-1 : Human Immunodeficiency Virus-1

methods development for blood borne macrophage carriage of nanoformulated antiretroviral drugs

Nanoformulated farmaci in grado di migliorare la farmacodinamica e la biodisponibilità mentre serve anche a ridurre la tossicità di una terapia antiretrovirale (ART) i farmaci. A tal fine, il nostro laboratorio ha applicato i principi della nanomedicina per semplificare i regimi ARTE e come tale ridurre tossicità migliorando al contempo la conformità e la farmacocinetica della droga. Metodi semplici e affidabili per la produzione d&#39;arte nanoformulated (NanoArt) sono mostrati. Le particelle di droga pura sono incapsulati da un sottile strato di rivestimento surfattante lipidi e prodotto da frazionamento cristalli di farmaco più grandi in quelle più piccole da una fresatura bagnata o ad alta pressione di omogeneizzazione. In un metodo alternativo farmaco libero è sospeso in una goccia di un polimero. Qui, farmaco si dissolve in un polimero poi agitato da ultrasuoni fino a quando i singoli si formano goccioline di dimensioni nanometriche. Dispersione della luce dinamica e l&#39;esame microscopico caratterizzare le proprietà fisiche delle particelle (dimensioni delle particelle, di carica e forma). Le loro proprietà biologiche (assorbimento delle cellule e la ritenzione, citotossicità ed efficacia antiretrovirale) sono determinati con umane derivate da monociti macrofagi (MDM). MDM sono derivati ​​da monociti umani isolati da sangue periferico leukopacks utilizzando elutriation centrifughe per la depurazione. Tali ematica macrofagi possono essere utilizzati come trasportatori cellulari per la distribuzione NanoArt del virus dell&#39;immunodeficienza umana (HIV) gli organi infetti. Noi ipotizzare che il riconfezionamento dei farmaci antiretrovirali disponibili clinicamente in nanoparticelle per l&#39;HIV-1 trattamenti può migliorare la compliance e influenzare positivamente gli esiti della malattia.

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Methods Development for Blood Borne Macrophage Carriage of Nanoformulated Antiretroviral Drugs

Nanoparticelle di indinavir, ritonavir, atazanavir e efavirenz sono stati realizzati con macinazione ad umido, omogeneizzazione e ultrasuoni. Queste nanoformulations, denominati collettivamente nanoformulated terapia antiretrovirale (NanoArt), valutata macrofagi basato consegna della droga. Monociti-macrofagi derivati ​​NanoArt assorbimento, ritenzione e rilascio prolungato sono stati determinati. Questi studi preliminari suggeriscono il potenziale di Nanoarte per uso clinico.

Sviluppo metodi per il trasporto dei macrofagi del sangue Borne Nanoformulated farmaci antiretrovirali

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

Metodi di rilevamento a fluorescenza per piattaforme goccia microfluidica

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

Ricerca

Bioingegneria

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

Migliorata metodo per la preparazione di un cell-based, Contact modello umano della barriera sanguigna del cervello

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

Metodi per caratterizzare il co-sviluppo di biofilm e Habitat Eterogeneità

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

Modello in vitro di fisiologiche e patologiche flusso sanguigno con applicazione di indagini di rimodellamento vascolare cellulare

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

Completamente dispositivo automatizzato centrifuga Microfluidic per il rilevamento di proteine ​​Ultrasensitive da sangue intero

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

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In Vitro permeazione di ferritine FITC-caricati attraverso un Rat barriera emato-encefalica: un modello per studiare la consegna di Nanoformulated Molecole

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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

Non distruttive monitoraggio dello sviluppo del vaso sanguigno tessutale basati su Scaffold degradabile usando la tomografia a coerenza ottica

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