Name: fabrication and characterization of griffithsin-modified fiber scaffolds for prevention of sexually transmitted infections
Uploaded: 2017-10-31T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fabrication and Characterization of Griffithsin-modified Fiber Scaffolds for Prevention of Sexually Transmitted Infections at JoVE.com

Мы признательны Еврейский фонд наследия для передового опыта для финансирования этого исследования. Мы благодарим д-р Стюарт Уильямс II за щедро предоставленные использования системы electrospinning. Мы также благодарим д-р Кеннет Палмер за предоставление нам с Griffithsin. Мы дополнительно поблагодарить доктора Нобуюки Матоба и его лаборатории для подготовки работы нам в GRFT ELISA.

1. Подготовка и изготовление эшафот волокна Electrospun ОСТОРОЖНОСТЬЮ: вся работа с растворителями или полимерные растворы должны выполняться в Химический вытяжной шкаф . Обратитесь к безопасности материала таблицы каждого реагента перед началом протокол.
<ol><li>Для electr...

Благодаря своей пористой структуры и большой площади поверхности EFs нашли целый ряд применений в области здравоохранения, одна из которых включает в себя в качестве терапевтического доставки. Наркотики и другие активные вещества могут быть включены в EFs перестраиваемый доставки, в то ?...

Использование EFs в качестве актуальные доставки платформы имеет возможность значительно сократить ИППП. В настоящее время есть более 36 миллионов человек, живущих с ВИЧ, с более чем двух миллионов новых случаев сообщалось в 2015 году только1,2. Кроме того вирус простого герпеса типа 2 (ВПГ-2) инфекции затрагивает сотни миллионов людей во всем мире и показало активизировать приобретения ВИЧ 2-5 раза3. Из-за этого отношения между инфекции HSV-2 и инфицирование ВИЧ существует значительный интерес к разработке новых активных агентов, которые обеспечивают одновременно защиту от нескольких ИППП. Кроме того развитие новых транспортных средств для улучшения доставки этих противовирусных агентов предлагает потенциал для дальнейшего повышения защитных и терапевтические потенции. Достижение этой цели как новая платформа доставки для уменьшения распространенности инфекции ВИЧ-1 и HSV-2 были расследованы EFs.
В течение последних двух десятилетий EFs широко используются в области доставки лекарств и ткани инженерных4. Часто Биосовместимых полимеров выбраны легко перевести для терапевтического применения. Для изготовления полимерных EFs, выбранного полимера растворяется в органических растворителей или водный раствор, в зависимости от степени полимера гидрофобность5. Активные агенты интерес затем добавляются растворителей или водный раствор до процесса electrospinning. Раствор полимера затем наддува в шприц и медленно выбрасывается при условии электрического тока. Этот процесс обычно приводит к полимерных волокон с листа или цилиндрических макростроение (рис. 1) и волокно диаметров от микро нано-6. Для приложений, наиболее терапевтических активные агенты включены в пределах волокна во время процесса electrospinning и выпускаются из волокна через диффузии и последующих волокна деградации. Скорость деградации или освобождения могут быть изменены с использованием различных типов полимеров или полимерные смеси создать профиль нужного выпуска, передаче уникальные химические и физические свойства7, а также содействие инкапсуляции практически любого соединения. Таким образом EFs оказались полезными для доставки лекарств малые молекулы и биологических агентов, включая белков, пептидов, олигонуклеотиды и факторы роста6,8,9.
В области профилактики ИППП EFs недавно использовались для включения и обеспечить устойчивый - или индуцибельной релиз противовирусных агентов10,11,12,13,14 ,,1516,,1718,19. В одном из ранних исследований рН отзывчивым волокна были разработаны для выпуска активных агентов в ответ на экологические изменения в рамках женского репродуктивного тракта (ФРТ), как метод по требованию защиты от ВИЧ-111. Поскольку другие исследования изучили полимерных смесей состоит из полиэтилена оксид (ПЭО) и поли L-молочная кислота (PLLA), оценить перестраиваемый выпуска агентов противовирусное и контрацептивов для контрацепции и профилактики ВИЧ-1 в в пробирке 12. Дополнительные исследования продемонстрировали целесообразность EFs предоставлять следующее: длительное освобождение малых молекул противовирусные препараты14, сильный и гибкие механических свойств20, 3-D доставки архитектуры21 , ингибирование спермы проникновения12и возможность слияния с другими технологии доставки13. Наконец Предыдущая работа оценивала полимерных волокон для устойчивой доставки противовирусных агентов против co-infective вирусам, HSV-2 и14ВИЧ-1. В этом исследовании Полимерные волокна предоставляемых дополняет деятельность к противовирусным доставки, сохраняя их структуру до 1 месяца и предоставляя физический барьер для вирусный вход. Из этих результатов было отмечено, что EFs может использоваться для физически и химически препятствовать вирусной инфекции.
В то время как перестраиваемый релиз свойства делают полимерных EFs платформу привлекательным доставки для доставки микробицидов, EFs были разработаны в других приложениях в качестве поверхности модифицированные подмостей7. Файловая система eFs были использованы для имитации морфология внеклеточного матрикса (ECM), часто действуя в качестве подмости для улучшения клеточной регенерации22и повышения их полезности в ткани, инженерных23,24. Белки состоят из полимеров, таких как поли ε-капролактана (PCL) и PLLA были изменения поверхности с факторами роста и белков после electrospinning для придания ECM-как свойств, включая повышение клеточной адгезии и распространение25 , 26. Кроме того, были оценены антимикробной поверхности модифицированные EFs для предотвращения роста конкретных патогенных бактерий27,28. Благодаря этой гибкости и способности побудить биологические эффекты EF технология продолжает расширяться в различных областях предоставлять несколько механистических функциональность. Тем не менее несмотря на их полезность в разнообразие приложений, поверхность модифицированные волокна только недавно были изучены в поле микробицидов29.
Параллельно с развитием новой технологии доставки для профилактики и лечения ИППП были разработаны новые биологической терапии. Одним из наиболее перспективных кандидатов микробицида является клей противовирусное Лектин, GRFT30. Первоначально производным от видов красных водорослей, GRFT продемонстрировал активность как мощным ингибитором ВИЧ, HSV-2, ОРВИ, а также гепатит C вирус31,,3233,34, 35 , 36. В самом деле, среди биологически на основе ингибиторов, GRFT имеет наиболее мощным анти-ВИЧ активность, инактивации ВИЧ-1 почти сразу же после контакта30, при сохранении стабильности и активности в присутствии СМИ культуры из влагалища микробы на срок до 10 дней-37. Совсем недавно 0,1% гель GRFT было показано для защиты мышей против интравагинального вызов ВПГ-2, что делает его перспективным кандидатом на первой линии защиты от ВПГ-2 и ВИЧ-1-32, 38. для ВИЧ специально, GRFT подавляет инфекцию, физически привязки gp120 или терминал маннозы N-связаны glycan остатков на поверхности вирусный конверт для предотвращения вступления38,,3940,41 ,42. Это торможение является сильнодействующим, с IC50s приближается 3 нг/мл43. В дополнение к ингибирования ВИЧ-инфекции, исследования также показали, что GRFT защищает от инфекции HSV-2 путем ингибирования к ячейке распространения вируса32. Во всех случаях GRFT было показано, чтобы быть клей для вирусных частиц, демонстрируя высокое сопротивление денатурации. Наконец GRFT продемонстрировал синергизма деятельности с комбинациями тенофовир (TFV) и другие противовирусные препараты44, что делает его возможным и, вероятно, целесообразно совместно администрировать с помощью EFs. Мощные свойства GRFT делают его отличным биологически на основе противовирусное кандидата, в котором доставки может быть повышена с EF технологии.
Используя это знание клей и врожденный противовирусными свойствами GRFT, полимерное волокно леску был разработан, что объединяет эти свойства, чтобы предоставить первый слой вирус вход ингибирование29. Найти вдохновение в том, что цервиковагинальных слизь мешает вирус транспорта главным образом через mucoadhesive муцина взаимодействия, мы предположили, что с помощью EFs как леску и ковалентно модификации поверхности с GRFT, высокая плотность поверхность конъюгированных GRFT бы истощают и инактивирует вирус на46,его entrypoint в45,47. Здесь EFs были разработаны в качестве стационарных эшафот чтобы обеспечить на основе белков, вирусной инактивации клей барьер платформу. Мы стремились объединить мощные противовирусные свойства GRFT с биосовместимыми, изменяемые и прочный полимер платформой, чтобы создать роман вирус «ловушку».
Для достижения этих целей, волокон состоит из PLGA были electrospun, и EDC-NHS химии была использована впоследствии изменять поверхность EF с GRFT. PLGA служил в качестве модели полимера из-за его широкого использования в electrospinning48, в сочетании с его биосовместимость и эффективности затрат. Кроме того модификация поверхности использует большой площади поверхности EFs и обеспечивает полезной альтернативой, которые могут быть объединены с инкапсуляцией увеличить волокна Утилита49. В отличие от традиционных инкапсуляции методов, где только часть GRFT доступен (и только временно присутствует в ФРТ) модификация поверхности может позволить GRFT поддерживать максимальную биологическую в течение всего срока лечения. Кроме того включение гидрофильные соединения, такие как белки, методами традиционной electrospinning, может привести к нижней инкапсуляции эффективность и потери белка деятельности50. Таким образом GRFT поверхность модифицированные волокна могут предложить перспективные альтернативные поставки метод, который может использоваться отдельно или в сочетании с electrospinning для усиления защиты от ИППП-инфекции.

<table style="border-collapse:collapse;width:728pt" width="970">
	<colgroup>
		<col style="width:344pt" width="459" />
		<col style="width:122pt" width="163" />
		<col style="width:89pt" width="119" />
		<col style="width:172pt" width="229" />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl21" height="21" style="width:344pt;height:15.75pt" width="459">Poly(Lactide-co-Glycolide) (PLGA) 50:50</td>
			<td class="xl21" style="width:122pt" width="163">Lactel</td>
			<td class="xl21" style="width:89pt" width="119">B6013-2P</td>
			<td class="xl21" style="width:172pt" width="229"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl21" height="21" style="height:15.75pt">1,1,1,3,3,3-Hexafluoro-2-propanol (HFIP)</td>
			<td class="xl21">Thermo Scientific&#160;</td>
			<td class="xl21">147541000</td>
			<td class="xl21"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl21" height="21" style="height:15.75pt">Blunt Dispensing Needle 18g X 1/2</td>
			<td class="xl21">Brico Medical Supplies</td>
			<td class="xl21">BN1815</td>
			<td class="xl21"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl23" height="21" style="height:15.75pt">BD 3mL Syringe Luer-lok tip</td>
			<td class="xl21">VWR</td>
			<td class="xl24">309657</td>
			<td class="xl21"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl21" height="21" style="height:15.75pt">Parafilm (plastic film)</td>
			<td class="xl21">Sigma Aldrich</td>
			<td class="xl21">P7793</td>
			<td class="xl21"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl21" height="21" style="height:15.75pt">2-(N-Morpholino)ethanesulfonic acid (MES Buffer)</td>
			<td class="xl21">Sigma Aldrich</td>
			<td class="xl21">M3671&#160;</td>
			<td class="xl21"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl21" height="21" style="height:15.75pt">Sodium Chloride</td>
			<td class="xl21">Sigma Aldrich</td>
			<td class="xl21">S7653</td>
			<td class="xl21"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl21" height="21" style="height:15.75pt">Potassium Chloride</td>
			<td class="xl21">Sigma Aldrich</td>
			<td class="xl21">P9333</td>
			<td class="xl21"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl22" height="21" style="height:15.75pt">Sodium phosphate dibasic</td>
			<td class="xl21">Sigma Aldrich</td>
			<td class="xl21">S7907</td>
			<td class="xl21"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl21" height="21" style="height:15.75pt">Potassium phosphate monobasic</td>
			<td class="xl21">Sigma Aldrich</td>
			<td class="xl21">P0662</td>
			<td class="xl21"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl21" height="21" style="height:15.75pt">Hydroxysuccinimide (NHS)</td>
			<td class="xl21">Thermo Scientific&#160;</td>
			<td class="xl21">24500</td>
			<td class="xl21"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl21" height="21" style="height:15.75pt">1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride (EDC)</td>
			<td class="xl21">Thermo Scientific&#160;</td>
			<td class="xl21">22980</td>
			<td class="xl21"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl21" height="21" style="height:15.75pt">2-Mercaptoethanol</td>
			<td class="xl21">Fisher</td>
			<td class="xl21">BP176</td>
			<td class="xl21"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl21" height="21" style="height:15.75pt">Griffithsin (GRFT)</td>
			<td class="xl21">Kentucky Bioprocessing</td>
			<td class="xl21">NA</td>
			<td class="xl21">custom made, no product number</td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl21" height="21" style="height:15.75pt">Dimethyl Sulfoxide</td>
			<td class="xl21">Milipore</td>
			<td class="xl21">317275</td>
			<td class="xl21"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl21" height="21" style="height:15.75pt">Polyethylene glycol sorbitan monolaurate (Polysorbate, Tween 20)</td>
			<td class="xl21">Sigma Aldrich</td>
			<td class="xl21">P9416&#160;</td>
			<td class="xl21"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl21" height="21" style="height:15.75pt">Tris EDTA Buffer</td>
			<td class="xl21">Sigma Aldrich</td>
			<td class="xl21">93283</td>
			<td class="xl21"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl21" height="21" style="height:15.75pt">Flat-Bottom Immuno Nonsterile 96-Well Plates</td>
			<td class="xl21">Thermo Scientific&#160;</td>
			<td class="xl21">3355</td>
			<td class="xl21"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl21" height="21" style="height:15.75pt">Influenza Hemagglutinin (HA)</td>
			<td class="xl21">Kentucky Bioprocessing</td>
			<td class="xl21">NA</td>
			<td class="xl21">custom made, no product number</td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl21" height="21" style="height:15.75pt">Goat Anti-GRFT (Primary Antibody)</td>
			<td class="xl21">Kentucky Bioprocessing</td>
			<td class="xl21">NA</td>
			<td class="xl21">custom made, no product number</td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl21" height="21" style="height:15.75pt">&#160;Donkey anti-goat IgG-HRP (Secondary Antibody)</td>
			<td class="xl21">Santa Cruz</td>
			<td class="xl21">2056</td>
			<td class="xl21"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl21" height="21" style="height:15.75pt">Sure Blue TMB Microwell Peroxidase Substrate</td>
			<td class="xl21">KPL</td>
			<td class="xl21">52-00-00</td>
			<td class="xl21"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication and characterization of griffithsin-modified fiber scaffolds for prevention of sexually transmitted infections

Electrospun волокна (EFs) широко используются в различных лечебных приложений; Однако они только недавно были применены как технология для профилактики и лечения сексуально половым путем (ИППП). Кроме того многие технологии EF сосредоточиться на инкапсулирования активного агента, относительно использования поверхности для придания biofunctionality. Здесь мы опишем способ изготовления и поверхности изменить poly(lactic-co-glycolic) кислоты (PLGA) electrospun волокон, с мощным противовирусным лектина Griffithsin (GRFT). PLGA является FDA утвержденных полимер, который широко используется в доставки лекарств из-за его выдающиеся свойства химические и биосовместимых. GRFT — естественный, мощным и безопасной Лектин, которая обладает широкой деятельности против многочисленных вирусов, включая тип вируса иммунодефицита человека 1 (HIV-1). При сочетании, GRFT-модифицированные волокна продемонстрировали мощным инактивации ВИЧ-1 в пробирке. Эта рукопись описывает методы изготовления и характеризуют изменение GRFT EFs. Во-первых PLGA является electrospun для создания волокна леску. Волокна, впоследствии изменения поверхности с GRFT с помощью 1-этил - 3-(3-dimethylaminopropyl) Карбодиимиды (EDC) и N-оксисукцинимидного (NHS) химии. Растровая электронная микроскопия (SEM) был использован для оценки размера и морфологии поверхности модифицированные составы. Кроме того gp120 или гемагглютинина (HA)-на основе ELISA может использоваться для количественной оценки суммы GRFT, конъюгированных с, а также GRFT десорбции с поверхности волокна. Этот протокол может быть более широко применяется для изготовления волокон, которые изменения поверхности с целым рядом различных белков.

Морфология волокно имеет значительное влияние на способность поверхности модифицированные EFs для защиты от вирусов. Хотя electrospinning является удобной и простой процедурой, неоптимизированных полимерные составы может привести к неправильной волокна морфологии (<strong class=...

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication and Characterization of Griffithsin-modified Fiber Scaffolds for Prevention of Sexually Transmitted Infections at JoVE.com

Fabrication and Characterization of Griffithsin-modified Fiber Scaffolds for Prevention of Sexually Transmitted Infections

Изготовление и характеристика Griffithsin модифицированные волокна подмости для профилактики передающихся половым

Эта рукопись описывает порядок изготовления и характеризуют Griffithsin модифицированные поли (молочно co гликолевая кислота) electrospun волокон, которые демонстрируют мощный клей и противовирусной активностью против инфекции вируса иммунодефицита человека типа 1 в пробирке. Методы, используемые для синтеза, поверхность изменить и характеризуют результате морфологии, сопряжения, и описаны десорбции Griffithsin от поверхности модифицированные волокна.

Electrospun fibers (EFs) have been widely used in a variety of therapeutic applications; however, they have only recently been applied as a technology to ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Elastomeric PGS Scaffolds in Arterial Tissue Engineering

Эластомерные PGS Строительные леса в Артериальная тканевой инженерии

Cardiovascular disease is one of the leading cause of mortality in the US and especially, coronary artery disease increases with an aging population and ...

Patient-specific Modeling of the Heart: Estimation of Ventricular Fiber Orientations

Пациент конкретного моделирования сердца: оценка ориентации волокон Желудочковая

Patient-specific  simulations of heart (dys)function aimed at personalizing cardiac therapy are hampered  by the absence of in vivo imaging technology for ...

Self-reporting Scaffolds for 3-Dimensional Cell Culture

Строительные леса Self-отчетности для 3-Dimensional культуре клеток

Culturing cells in 3D on appropriate scaffolds is thought to better mimic the in vivo microenvironment and increase cell-cell interactions. The resulting ...

Electrospun Nanofiber Scaffolds with Gradations in Fiber Organization

Electrospun Nanofiber Строительные леса с градациями в волокне организации

The goal of this protocol is to report a simple method for generating nanofiber scaffolds with gradations in fiber organization and test their possible ...

Fabrication and Characterization of a Conformal Skin-like Electronic System for Quantitative, Cutaneous Wound Management

Изготовление и характеристика конформной кожей, как электронная система Количественный, кожный ран управления

Recent advances in the development of electronic technologies and biomedical devices offer opportunities for non-invasive, quantitative assessment of ...

Fabrication of Mechanically Tunable and Bioactive Metal Scaffolds for Biomedical Applications

Изготовление механически перестраиваемых и биологически активных металлов строительные леса для биомедицинских применений

Biometal systems have been widely used for biomedical applications, in particular, as load-bearing materials. However, major challenges are high stiffness ...

Generation of ESC-derived Mouse Airway Epithelial Cells Using Decellularized Lung Scaffolds

Генерация ESC происхождения мыши эпителиальных клеток дыхательных путей с использованием легких Decellularized Строительные леса

Lung lineage differentiation requires integration of complex environmental cues that include growth factor signaling, cell-cell interactions and ...

Fabrication and Characterization of Optical Tissue Phantoms Containing Macrostructure

Изготовление и характеристика фантомы оптических ткани, содержащие макроструктуры

The rapid development of new optical imaging techniques is dependent on the availability of low-cost, customizable, and easily reproducible standards. By ...

Fabrication of Decellularized Cartilage-derived Matrix Scaffolds

Изготовление подмостей Decellularized хряща производные матрица

Osteochondral defects lack sufficient intrinsic repair capacity to regenerate functionally sound bone and cartilage tissue. To this extent, cartilage ...