Name: uptake of new lipid-coated nanoparticles containing falcarindiol by human mesenchymal stem cells
Uploaded: 2019-02-09T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Uptake of New Lipid-coated Nanoparticles Containing Falcarindiol by Human Mesenchymal Stem Cells at JoVE.com

De auteurs bedanken Dr. Moustapha Kassem (Odense University Hospital, Denemarken) voor de menselijke mesenchymale stamcellen. De auteurs bedanken de Deense medisch Bioimaging centrum voor toegang tot hun microscopen. De auteurs bedanken de Carlsberg en Villum grondslagen voor financiële steun (E.A.C.). De auteurs erkennen de financiële steun van de Niels Bohr hoogleraarschap award van de Deense nationale Research Foundation.

1. Nanoparticle synthese door snelle oplosmiddel verschuiving van techniek
<ol><li>De volgende nanoparticles voorbereiding instellen: een blok kachel/monster concentrator, een exsiccator, een digitale doseersysteem met een spuit van 1 mL glas, een 12 mL glazen ampul, een magnetische roerder, een magnetische vlo (15 mm x 4,5 mm, in een cilindrische vorm met polytetrafluorethyleen [PTFE] coating) binnen de glazen ampul en een hiervoor verdamper.</li>
	<li>Afzien van 2,4 mL 250 µM falcarindiol voorraad opgelost in 70% Et...

<ol>
	<li>Firestone, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-Density+Lipoprotein+as+a+Vehicle+for+Targeting+Antitumor+Compounds+to+Cancer+Cells.">Low-Density Lipoprotein as a Vehicle for Targeting Antitumor Compounds to Cancer Cells.</a> Bioconjugate Chemistry. 5 (2), 105-113 (1994).</li><li>Beloribi-Djefaflia, S., Vasseur, S., Guillaumond, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipid+metabolic+reprogramming+in+cancer+cells.">Lipid metabolic reprogramming in cancer cells.</a> Oncogenesis. 5 (1), 189 (2016).</li><li>Xin, Y., Yin, M., Zhao, L., Meng, F., Luo, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+progress+on+nanoparticle-based+drug+delivery+systems+for+cancer+therapy.">Recent progress on nanoparticle-based drug delivery systems for cancer therapy.</a> Cancer Biology &amp; Medicine. 14 (3), 228 (2017).</li><li>Merriel, S. W. D., Carroll, R., Hamilton, F., Hamilton, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Association+between+unexplained+hypoalbuminaemia+and+new+cancer+diagnoses+in+UK+primary+care+patients.">Association between unexplained hypoalbuminaemia and new cancer diagnoses in UK primary care patients.</a> Family Practice. 33 (5), 449-452 (2016).</li><li>Yue, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cholesteryl+ester+accumulation+induced+by+PTEN+loss+and+PI3K/AKT+activation+underlies+human+prostate+cancer+aggressiveness.">Cholesteryl ester accumulation induced by PTEN loss and PI3K/AKT activation underlies human prostate cancer aggressiveness.</a> Cell Metabolism. 19 (3), 393-406 (2014).</li><li>dos Santos, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=LDL-cholesterol+signaling+induces+breast+cancer+proliferation+and+invasion.">LDL-cholesterol signaling induces breast cancer proliferation and invasion.</a> Lipids in Health and Disease. 13 (16), (2014).</li><li>Gallagher, E. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elevated+tumor+LDLR+expression+accelerates+LDL+cholesterol-mediated+breast+cancer+growth+in+mouse+models+of+hyperlipidemia+HHS+Public+Access.">Elevated tumor LDLR expression accelerates LDL cholesterol-mediated breast cancer growth in mouse models of hyperlipidemia HHS Public Access.</a> Oncogene. 36 (46), 6462-6471 (2017).</li><li>Needham, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bottom+up+design+of+nanoparticles+for+anti-cancer+diapeutics:+"put+the+drug+in+the+cancer's+food".">Bottom up design of nanoparticles for anti-cancer diapeutics: "put the drug in the cancer's food".</a> Journal of Drug Targeting. 24 (9), 836-856 (2016).</li><li>Lacko, A. G., Mconnathy, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+cancer+chemotherapy+using+synthetic+nanoparticles.">Targeted cancer chemotherapy using synthetic nanoparticles.</a> United States Patent Application Publication. , (2009).</li><li>Nikanjam, M., Gibbs, A. R., Hunt, C. A., Budinger, T. F., Forte, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthetic+nano-LDL+with+paclitaxel+oleate+as+a+targeted+drug+delivery+vehicle+for+glioblastoma+multiforme.">Synthetic nano-LDL with paclitaxel oleate as a targeted drug delivery vehicle for glioblastoma multiforme.</a> Journal of Controlled Release. 124 (3), 163-171 (2007).</li><li>Teerlink, T., Scheffer, P. G., Bakker, S. J. L., Heine, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combined+data+from+LDL+composition+and+size+measurement+are+compatible+with+a+discoid+particle+shape.">Combined data from LDL composition and size measurement are compatible with a discoid particle shape.</a> Journal of Lipid Research. 45 (5), 954-966 (2004).</li><li>Schweizer, M. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+phase+I+study+of+niclosamide+in+combination+with+enzalutamide+in+men+with+castration-resistant+prostate+cancer.">A phase I study of niclosamide in combination with enzalutamide in men with castration-resistant prostate cancer.</a> PLoS ONE. 13 (8), 0202709 (2018).</li><li>Allen, T. M., Hansen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pharmacokinetics+of+stealth+versus+conventional+liposomes:+effect+of+dose.">Pharmacokinetics of stealth versus conventional liposomes: effect of dose.</a> Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes. 1068 (2), 133-141 (1991).</li><li>Maeda, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Enhanced+Permeability+and+Retention+(EPR)+Effect+in+Tumor+Vasculature:+The+Key+Role+of+Tumor-Selective+Macromolecular+Drug+Targeting.">The Enhanced Permeability and Retention (EPR) Effect in Tumor Vasculature: The Key Role of Tumor-Selective Macromolecular Drug Targeting.</a> Advances in Enzyme Regulation. 41 (1), 189-207 (2001).</li><li>Wong, A. D., Ye, M., Ulmschneider, M. B., Searson, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+Analysis+of+the+Enhanced+Permeation+and+Retention+(EPR)+Effect.">Quantitative Analysis of the Enhanced Permeation and Retention (EPR) Effect.</a> PLoS ONE. 10 (5), 0123461 (2015).</li><li>Khodabandehloo, H., Zahednasab, H., Hafez, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanocarriers+Usage+for+Drug+Delivery+in+Cancer+Therapy.">Nanocarriers Usage for Drug Delivery in Cancer Therapy.</a> Iranian Journal of Psychiatry and Behavioral Sciences. 9 (2), (2016).</li><li>Kobaek-Larsen, M., El-Houri, R. B., Christensen, L. P., Al-Najami, I., Frett&#233;, X., Baatrup, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dietary+polyacetylenes,+falcarinol+and+falcarindiol,+isolated+from+carrots+prevents+the+formation+of+neoplastic+lesions+in+the+colon+of+azoxymethane-induced+rats.">Dietary polyacetylenes, falcarinol and falcarindiol, isolated from carrots prevents the formation of neoplastic lesions in the colon of azoxymethane-induced rats.</a> Food &amp; Function. 8, 964-974 (2017).</li><li>Hervella, P., Parra, E., Needham, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Encapsulation+and+retention+of+chelated-copper+inside+hydrophobic+nanoparticles:+Liquid+cored+nanoparticles+show+better+retention+than+a+solid+core+formulation.">Encapsulation and retention of chelated-copper inside hydrophobic nanoparticles: Liquid cored nanoparticles show better retention than a solid core formulation.</a> European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 102, 64-76 (2016).</li><li>Hervella, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chelation,+formulation,+encapsulation,+retention,+and+in+vivo+biodistribution+of+hydrophobic+nanoparticles+labelled+with+57Co-porphyrin:+Octyl+Amine+ensures+stable+chelation+of+cobalt+in+Liquid+Nanoparticles+that+accumulate+in+tumors.">Chelation, formulation, encapsulation, retention, and in vivo biodistribution of hydrophobic nanoparticles labelled with 57Co-porphyrin: Octyl Amine ensures stable chelation of cobalt in Liquid Nanoparticles that accumulate in tumors.</a> Journal of Controlled Release. , (2018).</li><li>Zhigaltsev, I. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bottom-up+design+and+synthesis+of+limit+size+lipid+nanoparticle+systems+with+aqueous+and+triglyceride+cores+using+millisecond+microfluidic+mixing.">Bottom-up design and synthesis of limit size lipid nanoparticle systems with aqueous and triglyceride cores using millisecond microfluidic mixing.</a> Langmuir. 28 (7), 3633-3640 (2012).</li><li>Aubry, J., Ganachaud, F., Cohen Addad, J. -. P., Cabane, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoprecipitation+of+Polymethylmethacrylate+by+Solvent+Shifting:1+Boundaries.">Nanoprecipitation of Polymethylmethacrylate by Solvent Shifting:1 Boundaries.</a> Langmuir. 25 (4), 1970-1979 (2009).</li><li>Karnik, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+Platform+for+Controlled+Synthesis+of+Polymeric+Nanoparticles.">Microfluidic Platform for Controlled Synthesis of Polymeric Nanoparticles.</a> Nano Letters. 8 (9), 2906-2912 (2008).</li><li>Gaumet, M., Vargas, A., Gurny, R., Delie, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticles+for+drug+delivery:+The+need+for+precision+in+reporting+particle+size+parameters.">Nanoparticles for drug delivery: The need for precision in reporting particle size parameters.</a> European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 69 (1), 1-9 (2018).</li><li>Christensen, L. P., Brandt, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioactive+polyacetylenes+in+food+plants+of+the+Apiaceae+family:+Occurrence,+bioactivity+and+analysis.">Bioactive polyacetylenes in food plants of the Apiaceae family: Occurrence, bioactivity and analysis.</a> Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 41 (3), 683-693 (2016).</li><li>Kobaek-Larsen, M., Christensen, L. P., Vach, W., Ritskes-Hoitinga, J., Brandt, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibitory+Effects+of+Feeding+with+Carrots+or+(-)+-Falcarinol+on+Development+of+Azoxymethane-Induced+Preneoplastic+Lesions+in+the+Rat+Colon.">Inhibitory Effects of Feeding with Carrots or (-) -Falcarinol on Development of Azoxymethane-Induced Preneoplastic Lesions in the Rat Colon.</a> Journal of Agricultural and Food Chemistry. 53, 1823-1827 (2005).</li><li>Jin, H. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+antitumor+natural+compound+falcarindiol+promotes+cancer+cell+death+by+inducing+endoplasmic+reticulum+stress.">The antitumor natural compound falcarindiol promotes cancer cell death by inducing endoplasmic reticulum stress.</a> CellDeath &amp; Disease. 3, 1-9 (2012).</li><li>Walke, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physico-Chemical+Parameters+of+Nanoparticles+that+Govern+Prodrug+Design+and+Application+in+Anticancer+Nanomedicine+in+Physics,+Chemistry,+Pharmacy.">Physico-Chemical Parameters of Nanoparticles that Govern Prodrug Design and Application in Anticancer Nanomedicine in Physics, Chemistry, Pharmacy.</a> University of Southern Denmark (SDU). , (2018).</li><li>Walke, P. B., Hervella, P., Needham, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipid-Coated+Stealth+Nanoparticles+of+Novel+Hydrophobic+Prodrug,+Niclosamide+Stearate,+as+Cancer+Therapeutic:+Formulation+and+Physico-Chemical+Characterization+of+Nanoparticles.">Lipid-Coated Stealth Nanoparticles of Novel Hydrophobic Prodrug, Niclosamide Stearate, as Cancer Therapeutic: Formulation and Physico-Chemical Characterization of Nanoparticles.</a> 6th International Pharmaceutical Federation Pharmaceutical Sciences World Congress. , (2017).</li></ol>

Een gedetailleerd protocol voor het fabriceren van lipide-gecoate nanodeeltjes voor drug delivery met de eenvoudige, snelle, reproduceerbare en schaalbare snelle injectie methode van het oplosmiddel verschuiven was gevolgd27,28 en wordt gepresenteerd in dit document, als toegepast op falcarindiol. Door het beheersen van de snelheid van de injectie van de organische fase in de waterfase en met behulp van coating lipiden bij adequate concentraties jas de falcarindi...

Lipide-gecoate nanodeeltjes zien een verhoogde belangstelling voor met betrekking tot hun functie als medicijn afgiftesystemen voor kanker therapie1. Kankers hebben een gewijzigde lipide-metabole herprogrammering2 en een toegenomen behoefte aan cholesterol3vermenigvuldigen. Ze overexpress LDLs1 en neem in meer LDLs dan normale cellen, in de mate dat een kankerpatiënt LDL graaf zelfs4 dalen kan. LDL opname bevordert agressief fenotypen5 resulterend in proliferatie en invasie in borst kanker6. Een overvloed aan LDL-receptoren (LDLRs) is een voorspellende indicator voor gemetastaseerde potentieel7. Geïnspireerd door de LDL en haar ICT door kankercellen, een nieuwe strategie heeft geroepen: maken van de drug van de kanker voedsel eruit8. Dus, deze nieuwe nanoparticle drug levering ontwerpen als een mechanisme voor het leveren van geneesmiddelen zijn geïnspireerd door het kern - en lipide-gestabiliseerde ontwerp van de natuurlijke LDLs11 8,9,10 tot kankercellen. Deze passieve targeting levering systeem ondersteunt het inkapselen van, met name, de hydrofobe drugs, die worden meestal gegeven in mondelinge doseringsvorm maar bieden slechts een kleine hoeveelheid van de drugs naar de bloedbaan, dus het beperken van hun verwachte werkzaamheid12. Zoals met de stealth liposomen13, een coating van polyethyleenglycol (PEG) draagt bij aan vermindering van een immunologische reactie en het verkeer in de bloedbaan voor optimale tumor opname door de vermeende breidt versterkte permeatie en retentie (EPR) effect 14 , 15. in aanvulling op, in sommige gevallen, de instabiliteit in de omloop en ongewenste distributie in het systeem16, sommige obstakels blijven echter onopgelost, zoals hoe en in welke mate dergelijke nanodeeltjes worden genomen in door cellen en wat is hun intracellulaire lot. Het is hier dat dit document de opname van de nanoparticle van een bepaald hydrofobe anticancer geneesmiddel falcarindiol behandelt, met behulp van de confocal en epifluorescence beeldvormende technieken.
Het doel van de studie is te fabriceren van lipide-gecoate nanodeeltjes van falcarindiol en te bestuderen van hun intracellulaire penetratie in hMSCs. Aldus, potentieel te stabiliseren zijn administratie, het overwinnen van de uitdagingen in verband met de levering, en verbetering van de biologische beschikbaarheid. Dus de beoordeling van een nieuw systeem van de levering voor deze antikanker drug. Eerder, falcarindiol heeft al bestuurd mondeling via een hoge concentratie gezuiverd falcarindiol als een food supplement17. Er is echter behoefte aan een meer gestructureerde benadering leveren deze veelbelovende drug. Daarom, falcarindiol nanodeeltjes, met een fosfolipide en cholesterol encapsulating enkelgelaagde met de gezuiverde drug vormen de kern van het deeltje, werden ontworpen. De methode van de snelle injectie van oplosmiddel verschuiven, zoals onlangs ontwikkeld door Needham et al. 8, wordt in deze studie gebruikt om in te kapselen de polyacetyleen falcarindiol.
De methode is eerder gebruikt voor de fabrikatie van lipide nanodeeltjes kapselen diagnostische beeldvorming agenten18,19, evenals het testen van moleculen (triolein)27 en drugs (orlistat, niclosamide stearate)8 2827, ,. Het is een relatief eenvoudige techniek wanneer uitgevoerd met de juiste moleculen. Nanosized deeltjes, op de grens van hun kritische nucleatie (~ 20 nm diameter), vormt van zeer slecht oplosbaar hydrofobe opgeloste stoffen opgelost in een polair oplosmiddel. De oplosmiddelen uitwisseling wordt bereikt door een snelle injectie van de organische oplossing in een overmaat aan antisolvent (meestal een waterige fase in een 1:9-organische: waterige volumeverhouding)20,21.
De compositorische ontwerp van de nanodeeltjes meerdere voordelen meebrengen. De DSPC:Chol componenten bieden een zeer strakke, bijna ondoordringbare, biocompatibel en biologisch afbreekbaar enkelgelaagde. De PEG biedt een sterically stabiliserende interface die fungeert als een schild van opsonization door het immuunsysteem, vertragen van elke opname door de reticuloendotheliaal systeem (lever en milt) en bescherming tegen de mononucleaire fagocytensysteem systeem, voorkomen van hun retentie en aantasting van het immuunsysteem, en vandaar, het verhogen van hun verkeer halftijds in bloed22. Hierdoor kunnen de deeltjes te laten circuleren totdat ze op zieke sites extravasate, zoals tumoren, waar het vaatstelsel lekkende is, waardoor EPR-effect aanleiding geeft tot passieve accumulatie van de deeltjes. Bovendien, de lipide vacht maakt het mogelijk een betere controle hebben over de nanodeeltjes grootte door kinetisch overvulling de kern op haar kritieke nucleus dimensie27,28. Lipiden veroorzaken verschillende oppervlakte-eigenschappen (met inbegrip van peptide richt, die nog niet beschikbaar voor dit project was) een zuivere drug kern en een lage polydispersiteit22,27,28. De methode die wordt gebruikt voor de korrelgrootte is DLS, een techniek waarmee onderzoekers voor het meten van de grootte van een groot aantal deeltjes op hetzelfde moment. Deze methode kan echter de metingen aan grotere maten, bias, als de nanodeeltjes niet monodispersed23. Dit probleem wordt beoordeeld met het lipide vacht zo goed. Meer details van deze fundamentele ontwerpen en de kwantificering van alle kenmerken die worden gegeven in andere publicaties27,28.
De drug ingekapseld in de nanodeeltjes is falcarindiol, een dieet polyacetyleen gevonden in planten uit de familie van de Apiaceae. Het is een secundaire metaboliet van de alifatische C17polyacetylenen type dat is gevonden om de gezondheidsbevorderende effecten, met inbegrip van cytotoxiciteit tegen een breed scala van kanker cellijnen, anti-inflammatoire activiteit en antibacteriële effecten weer te geven. De hoge reactiviteit is gerelateerd aan haar vermogen om te communiceren met verschillende biomoleculen, als een zeer reactieve alkylerend gemachtigde tegen mercapto en amino groepen24. Falcarindiol heeft eerder is aangetoond dat het verminderen van het aantal neoplastische laesies in de dikke darm17,25, hoewel de biologische mechanismen nog onbekend zijn. Het is echter de gedachte dat het samenwerkt met biomoleculen zoals NF-recombination, COX1, COX-2 en cytokines, remming van hun tumor progressie en cel proliferatie processen, leidt tot de arrestatie van de celcyclus, endoplasmatisch reticulum (ER) benadrukken, en apoptose 17,,26 in kankercellen. Falcarindiol wordt gebruikt in deze studie een voorbeeld anticancer geneesmiddel vanwege de antikanker potentieel en het mechanisme worden momenteel bestudeerd, en omdat blijkt veelbelovend antikanker effecten. De mobiele opname van de nanodeeltjes is getest in hMSCs en beeld met behulp van epifluorescence en confocale microscopie. Dit celtype werd gekozen vanwege zijn grote omvang, waardoor ze ideaal zijn voor microscopie.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:965px;" width="966">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:255px;">12 mL Screw Neck Vial (Clear glass, 15-425 thread, 66 X 18.5 mm)</td>
			<td style="width:384px;">Microlab Aarhus A/S</td>
			<td style="width:160px;">ML 33154LP</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">6 well plates</td>
			<td>Greiner Bio One International GmbH</td>
			<td style="width:160px;">657160</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Absolute Ethanol</td>
			<td>EMD Millipore (VWR)</td>
			<td>EM8.18760.1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Chloroform</td>
			<td>Rathburn Chemicals Ltd.</td>
			<td>RH1009</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Cholesterol</td>
			<td>Avanti Polar Lipids, Inc.</td>
			<td>700000P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Confocal Microscope</td>
			<td style="width:384px;">Zeiss LSM510</td>
			<td style="width:160px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Cover Slips thickness #1.5</td>
			<td>Paul Marienfeld GmbH &#38; Co</td>
			<td>117650</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Desiccator</td>
			<td style="width:384px;">Self-build</td>
			<td style="width:160px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">DiI</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td style="width:160px;">D282</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:255px;">DLS</td>
			<td style="width:384px;">Beckman Coulter</td>
			<td style="width:160px;">DelsaMAXpro 3167-DMP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">DSPC (Chloroform stock)</td>
			<td>Avanti Polar Lipids, Inc.</td>
			<td>850365C&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">DSPE PEG 2000 (Chloroform stock)</td>
			<td>Avanti Polar Lipids, Inc.</td>
			<td>880120C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:255px;">eVol XR</td>
			<td>SGE analytical science, Trajan Scientific Australia Pty Ltd.</td>
			<td>2910200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Fetal Bovine serum</td>
			<td>Gibco</td>
			<td style="width:160px;">10270-106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Fluorescence Miccroscope</td>
			<td style="width:384px;">Olymous IX81</td>
			<td style="width:160px;"></td>
			<td>With Manual TIRF and Andor iXon EMCCD</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Incubator</td>
			<td style="width:384px;">Panasonic&#160;</td>
			<td style="width:160px;">MCO-18AC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Magnetic flea</td>
			<td>VWR Chemicals</td>
			<td>15 x 4.5 mm</td>
			<td>Cylindrical shape with PTFE coating</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Magnetic stirrer</td>
			<td>IKA</td>
			<td style="width:160px;">RT-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Minimum Essential Media</td>
			<td>Gibco</td>
			<td style="width:160px;">32561-029</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:255px;">PBS tablets for cell culture</td>
			<td style="width:384px;">VWR Chemicals</td>
			<td>97062-732</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Pen/strep</td>
			<td>VWR Chemicals</td>
			<td>97063-708</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:255px;">Phosphate Buffer Saline (PBS, pH 7.4)</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>10010031</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Rotary Evaporator</td>
			<td>Rotavapor, B&#252;chi Labortechnik AG</td>
			<td style="width:160px;">R-210</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Sample concentrator&#160;</td>
			<td>Stuart, Cole-Parmer Instrument Company, LLC</td>
			<td style="width:160px;">SBHCONC/1</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

uptake of new lipid-coated nanoparticles containing falcarindiol by human mesenchymal stem cells

Nanodeeltjes zijn de focus van een toegenomen belangstelling voor drug delivery systemen voor kankertherapie. Lipide-gecoate nanodeeltjes zijn geïnspireerd van grootte en structuur van low-density lipoproteins (LDLs) omdat kankercellen een verhoogde behoefte aan cholesterol hebben te verspreiden, en dit heeft benut als een mechanisme voor het leveren van geneesmiddelen aan kanker cellen. Bovendien, afhankelijk van de drug chemie, inkapselen van de drug kan nuttig zijn om te voorkomen dat de afbraak van de drug tijdens het verkeer in vivo. Daarom in dit onderzoek dit ontwerp wordt gebruikt om fabriceren van lipide-gecoate nanodeeltjes van de antikanker drug falcarindiol, biedt een potentiële nieuwe levering systeem van falcarindiol om te stabiliseren van de chemische structuur tegen afbraak en verbeteren de opname door tumoren. Falcarindiol nanodeeltjes, werden met een fosfolipide en cholesterol enkelgelaagde encapsulating het gezuiverde drug-kern van het deeltje, ontworpen. Het lipide enkelgelaagde kleefmiddel bestaat uit 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DSPC), cholesterol (Chol) en 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000] (DSPE PEG 2000) samen met de TL Label DiI (molaire ratio's van 43:50:5:2). De nanodeeltjes worden vervaardigd gebruikend de snelle injectie-methode, die een snelle en eenvoudige techniek is te precipiteren nanodeeltjes door goed-solvent voor anti-oplosmiddel uitwisseling. Het bestaat uit een snelle injectie van een ethanol-oplossing met de nanoparticle-onderdelen in een waterige fase. De grootte van de fluorescerende nanodeeltjes is gemeten met behulp van Dynamische lichtverstrooiing (DLS) op 74.1 ± 6.7 nm. De verbreiding van de nanodeeltjes is getest in menselijke mesenchymale stamcellen (hMSCs) en beeld met behulp van fluorescentie en confocale microscopie. De opname van de nanodeeltjes wordt waargenomen in hMSCs, suggereert het potentieel voor een dergelijk stabiel drug delivery systeem voor falcarindiol.

Twee verschillende types van nanodeeltjes waren vervaardigd, namelijk puur falcarindiol nanodeeltjes en falcarindiol lipide-gecoate nanodeeltjes. Verschillende concentraties van lipiden en cholesterol werden getest. Zoals blijkt uit tabel 1, had ongecoat nanodeeltjes gevormd in water en gemeten in PBS een diameter van 71 ± 20,3 nm met een polydispersiteit index (PDI) van 0.571. Deze parameters zijn gemeten over een DLS-analyzer. Het lipide-gecoate nanodeeltjes van falcar...

Watch this Scientific Journal Video about Uptake of New Lipid-coated Nanoparticles Containing Falcarindiol by Human Mesenchymal Stem Cells at JoVE.com

Uptake of New Lipid-coated Nanoparticles Containing Falcarindiol by Human Mesenchymal Stem Cells

Opname van nieuwe lipide-gecoate nanodeeltjes met Falcarindiol door menselijke mesenchymale stamcellen

Dit artikel beschrijft de inkapseling van falcarindiol in lipide-gecoate 74 nm nanodeeltjes. De mobiele opname van de nanodeeltjes door menselijke stamcellen in lipide druppels wordt gecontroleerd door fluorescerende en confocal beeldvorming. Nanodeeltjes worden vervaardigd door de snelle injectie methode van oplosmiddel verschuiven, en hun grootte wordt gemeten met de Dynamische lichtverstrooiing techniek.

Nanoparticles are the focus of an increased interest in drug delivery systems for cancer therapy. Lipid-coated nanoparticles are inspired in structure and ...

De fabricage van lipide-gecoate nanodeeltjes met de snelle injectiemethode biedt een stabiel systeem voor de levering van geneesmiddelen voor kankertherapie. Deze techniek is een eenvoudige, snelle, schaalbare en reproduceerbare techniek voor nanodeeltjesfabricage die hydrofobe geneesmiddelen inkapselt. Deze techniek is toepasbaar voor het fabriceren van diagnostische en therapeutische nanodeeltjes uit hydrofobe materialen die effectief kunnen worden gebruikt in verschillende aandoeningen.Deze fabricagetechniek kan, samen met DLS, worden gebruikt om de nucleatie en groei van hydrofobe materialen, zoals lipiden, eiwitten en polymeren, te bestuderen. Het kennen van de fysische chemische eigenschappen van uw geneesmiddel is van cruciaal belang voor het fabriceren van de nanodeeltjes. Zorg er ook voor dat u de juiste concentraties coating lipiden te gebruiken.Visuele demonstratie van deze methode is van cruciaal belang om de eenvoud van de fabricagetechniek te tonen en om de succesvolle levering van het medicijn als nanodeeltjes aan de cellen te tonen. Voorzorgsmaatregelen moeten worden genomen bij het werken met chloroform en formaldehyde, en werken onder een rookkap is vereist. Om te beginnen, afzien van 2,4 milliliter van 250 micromolar falcarindiol voorraad oplossing opgelost in 70%ethanol in een scintillatie flacon.Verdampen met behulp van een monsterconcentraator de vloeibare fractie ongeveer vier uur om droge falcarindiol te verkrijgen. Met behulp van de monsterconcentraator, leveren gas over het monster op kamertemperatuur om het monster te concentreren. Eenmaal gedroogd, voeg de componenten hier aan de scintillatie flacon in een rookkap, zorg ervoor dat de spuit schoon met chloroform na het toevoegen van elk onderdeel om kruisbesmetting te voorkomen.Sluit vervolgens onmiddellijk de flesjes met de lipiden, zodat het oplosmiddel niet verdampt en daardoor de concentratie wijzigt. Wikkel de flacon met aluminiumfolie om DiI tegen licht te beschermen en laat het monster 's nachts in de desiccator om de chloroform te verdampen. De volgende dag los u het uitgedroogde monster op in absolute ethanol om een eindvolume van 1,2 milliliter te maken.Deze oplossing vertegenwoordigt de organische fase. Neem een 12 milliliter glazen flacon en vul het met negen milliliter gezuiverd water. Voeg vervolgens een magnetische vlo toe aan het flesje met negen milliliter water.Plaats de flacon op een magnetische roerder en roer bij 500 rpm. Bevestig vervolgens een glazen spuit van één milliliter aan het doseersysteem en trek langzaam chloroform in en uit de glazen spuit ten minste 10 keer. Doe de chloroform telkens in zijn afvalinzamelaar.Het reinigen van de spuit met chloroform helpt besmetting te voorkomen. Nu prime de spuit met ethanol. Priming vervangt het oude oplosmiddel en verwijdert eventuele luchtbellen.Met behulp van de spuit, aspirate een milliliter van de organische fase, en steek de spuit in de glazen flacon tot het midden van de negen milliliter water merk. Houd het stabiel in het midden van de flacon en injecteer de oplossing met 833 microliter per seconde door op de doseerknop op het doseersysteem te drukken. Dit genereert 10 microliter van 50 micromolar lipide gecoate nanodeeltjes van falcarindiol in 10%ethanol.Deze injectiesnelheid is gevonden om fijnste nanodeeltjes met smalle deeltjesgrootteverdeling te bereiken. Tijdens het injecteren is het belangrijk om ervoor te zorgen dat de naald in het midden wordt ingebracht, stabiel en recht. Onmiddellijk na de injectie, verwijder de flacon uit de roerder en breng het monster naar een 50 milliliter ronde bodemkolf.Val de kolf aan op de roterende verdamper en verdam een milliliter van het organische oplosmiddel bij kamertemperatuur. Wees voorzichtig om overmatige belvorming te voorkomen. Breng de nanodeeltjessuspensie van de kolf over naar nog eens 12 milliliter glazen flacon.Zorg ervoor dat het volume negen milliliter is en splits het monster vervolgens in twee glazen flacons van 12 milliliter. Voeg vervolgens 0,5 milliliter ultrazuiver water toe in een van de flacons en 0,5 milliliter fosfaatbuffers in de andere flacon. Zet het digitale lichtverstrooiingsinstrument aan en stel de gewenste temperatuur in op 20 graden Celsius totdat het stabiliseert.Stel vervolgens de instrumentparameters in zoals hier wordt weergegeven. Vul de plastic cuvette met een milliliter nanodeeltjessuspensie en start de meting. Rapporteer de gemeten grootte, afhankelijk van het oplosmiddel dat is gebruikt.Zaad ongeveer 50.000 cellen op steriele 1,5 cover slips geplaatst in zes-put plaat om een celdichtheid van ongeveer 30% Voeg dan cultuur medium om een uiteindelijk volume van drie milliliter in elke put. De cellen 24 uur onder standaardcultuuromstandigheden uitbroeden. Voeg de volgende dag drie microliters van de nanodeeltjesoplossing toe voor een laatste falcarindiolconcentratie van vijf micromolar.Breng de cellen vervolgens 24 uur terug naar de couveuse. Na 24 uur behandeling, was de cellen twee keer met PBS, en bevestig ze vervolgens in 4% formaldehyde gedurende 10 minuten bij kamertemperatuur. Na fixatie, permeabiliseren van de cellen met 0,1%Triton X-100 gedurende 30 minuten.Was ze vervolgens twee keer met PBS en bevlek ze met 250 microliter van 300 nanomolar DAPI gedurende vijf minuten, beschermd tegen licht. Plaats de afslag slip op een dia met behulp van een druppel PBS. Draai naar een 150x subjectief, en breng de dia naar het stadium van een breedveld fluorescentie microscoop uitgerust met een elektron vermenigvuldigd CCD camera.Afbeeldingscellen met behulp van het GFP-LP-kanaal. Controleer bovendien de opname van de nanodeeltjes in de cellen door confocale microscopiebeelden te maken met behulp van een 63x-oliedoelstelling met een numeriek diafragma van 1,4. Beeld DiI met behulp van een argon laser op 514 nanometer en DAPI met behulp van een twee-foton laser op 780 nanometer.Ongecoate nanodeeltjes van falcarindiol gevormd in water en gemeten in PBS toonde een hoge polydispersiteit, met PD-index van 0,571. Deze waarde geeft een brede en niet-uniforme verdeling van de deeltjesgroottes aan. In tegenstelling, lipide gecoate nanodeeltjes van falcarindiol vervaardigd in deze video waren van 74,1 nanometer met een polydispersiteit index van 0,182, wees op een relatief monodisperse en uniforme verdeling van de deeltjesgroottes.Als eerste observatie van de nanodeeltjes in de cellen werden epifluorescentiemicroscopiebeelden verworven na 24 uur behandeling. De nanodeeltjes werden gevisualiseerd als witte, heldere stippen, en het zou kunnen worden verondersteld dat nanodeeltjes zich in de cellen rond de kern bevonden. Om te controleren of falcarindiol nanodeeltjes in de cellen waren gekomen, werd confocale microscopie ook op de cellen uitgevoerd.Een groot aantal nanodeeltjes worden hier getoond, verspreid in het cytoplasma in elke cel. Deze resultaten tonen aan dat nanodeeltjes fungeren als een stabiel systeem voor de levering van geneesmiddelen voor falcarindiol. Tijdens een poging tot deze procedure is het belangrijk om de oplossing te injecteren met de juiste injectiesnelheid, waarbij het zaaien stabiel blijft, in het midden, om een goede menging te garanderen.Deze procedure kan worden gebruikt voor elk hydrofoob medicijn om therapeutische nanodeeltjes te formuleren of voor beeldvormingsmiddelen om diagnostische nanodeeltjes te formuleren die kunnen worden gebruikt in verschillende aandoeningen, zoals kanker. Deze techniek maakte het mogelijk om meer onderzoek te doen naar het mechanisme waarmee de nanodeeltjes door cellen worden opgenomen, evenals de live celbeeldvorming en het bestuderen van het antikankereffect van het medicijn.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Use of Human Perivascular Stem Cells for Bone Regeneration

Gebruik van de Mens Perivasculaire stamcellen voor botregeneratie

Human perivascular stem cells (PSCs) can be isolated in sufficient numbers from multiple tissues for purposes of skeletal tissue engineering1-3. PSCs are ...

Alginate Microcapsule as a 3D Platform for Propagation and Differentiation of Human Embryonic Stem Cells (hESC) to Different Lineages

Alginate Microcapsule as a 3D Platform for Propagation and Differentiation of Human Embryonic Stem Cells hESC to Different Lineages

Alginaat microcapsule als een 3D-platform voor de vermeerdering en differentiatie van humane embryonale stamcellen (hESC) tot verschillende geslachten

Human embryonic stem cells (hESC) are emerging as an attractive alternative source for cell replacement therapy since they can be expanded in culture ...

Development, Expansion, and In vivo Monitoring of Human NK Cells from Human Embryonic Stem Cells (hESCs) and Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs)

Development, Expansion, and In vivo Monitoring of Human NK Cells from Human Embryonic Stem Cells hESCs and Induced Pluripotent Stem Cells iPSCs

Ontwikkeling, uitbreiding en<em&gt; In vivo</em&gt; Controle van Human NK cellen uit menselijke embryonale stamcellen (hESC &#39;s) en en geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSCs)

We present a method for deriving natural killer (NK) cells from undifferentiated hESCs and iPSCs using a feeder-free approach. This method gives rise to ...

Programming Stem Cells for Therapeutic Angiogenesis Using Biodegradable Polymeric Nanoparticles

Programmeren stamcellen voor therapeutische angiogenese gebruik van biologisch afbreekbare polymere nanodeeltjes

Controlled vascular growth is critical for successful tissue regeneration and wound healing, as well as for treating ischemic diseases such as stroke, ...

Ordering Single Cells and Single Embryos in 3D Confinement: A New Device for High Content Screening

Het bestellen van enkele cellen en Single Embryo&#39;s in 3D Opsluiting: een nieuw apparaat voor High Content Screening

Biological cells are usually observed on flat (2D) surfaces. This condition is not physiological, and phenotypes and shapes are highly variable. Screening ...

Optimizing Attachment of Human Mesenchymal Stem Cells on Poly(&#949;-caprolactone) Electrospun Yarns

Optimizing Attachment of Human Mesenchymal Stem Cells on PolyÃƒÅ½Ã‚Âµ-caprolactone Electrospun Yarns

Het optimaliseren van Bevestiging van menselijke mesenchymale stamcellen op Poly (ε-caprolacton) elektrogesponnen Yarns

Research into biomaterials and tissue engineering often includes cell-based in vitro investigations, which require initial knowledge of the starting cell ...

Correlative Light- and Electron Microscopy Using Quantum Dot Nanoparticles

Correlatieve licht- en elektronenmicroscopie met behulp van Quantum Dot Nanodeeltjes

A method is described whereby quantum dot (QD) nanoparticles can be used for correlative immunocytochemical studies of human pathology tissue using ...

Isolation of Mesenchymal Stem Cells from Human Alveolar Periosteum and Effects of Vitamin D on Osteogenic Activity of Periosteum-derived Cells

Isolatie van mesenchymale stamcellen uit menselijke alveolaire beenvlies en effecten van vitamine D op Osteogenic activiteit van beenvlies-afgeleide cellen

Mesenchymal stem cells (MSCs) are present in a variety of tissues and can be differentiated into numerous cell types, including osteoblasts. Among the ...

Scalable Generation of Mature Cerebellar Organoids from Human Pluripotent Stem Cells and Characterization by Immunostaining

Schaalbare generatie van volwassen cerebellar organoïden uit menselijke pluripotente stamcellen en karakterisering door immunostaining

The cerebellum plays a critical role in the maintenance of balance and motor coordination, and a functional defect in different cerebellar neurons can ...

Single-Cell Optical Action Potential Measurement in Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes

Eencellige optische actiepotentiaalmeting in door de mens geïnduceerde pluripotente van stamcellen afgeleide cardiomyocyten

Conventional intracellular microelectrode techniques to quantify cardiomyocyte electrophysiology are extremely complex, labor intensive, and typically ...