Name: facile preparation and photoactivation of prodrug-dye nanoassemblies
Uploaded: 2023-02-17T14:05:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Facile Preparation and Photoactivation of Prodrug-Dye Nanoassemblies at JoVE.com

Agradecemos a assistência da Faculdade de Medicina Li Ka Shing da Universidade de Hong Kong. Agradecemos ao Professor Chi-Ming Che da Universidade de Hong Kong por fornecer a linhagem celular HCT116 humana. Este trabalho foi apoiado pelo Ming Wai Lau Centre for Reparative Medicine Associate Member Program e pelo Research Grants Council of Hong Kong (Early Career Scheme, No. 27115220).

1. Síntese do pró-fármaco boro-dipirrometeno-clorambucil (BC) (Figura 2)22
<ol><li>Síntese de BODIPY-OAc<ol><li>Pesar 1,903 g de 2,4-dimetilpirrol e dissolvê-lo em 20 ml de diclorometano anidro (DCM) num balão de fundo redondo sob atmosfera de azoto. Pesar 1,638 g de cloreto de acetila acetóxi e adicioná-lo gota a gota na solução. Continuar a mexer durante 10 minutos à temperatura ambiente e, em seguida, refluir a soluç?...

<ol>
	<li>Chabner, B. A., Roberts, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemotherapy+and+the+war+on+cancer.">Chemotherapy and the war on cancer.</a> Nature Reviews Cancer. 5 (1), 65-72 (2005).</li><li>Monsuez, J. -. J., Charniot, J. -. C., Vignat, N., Artigou, J. -. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+side-effects+of+cancer+chemotherapy.">Cardiac side-effects of cancer chemotherapy.</a> International Journal of Cardiology. 144 (1), 3-15 (2010).</li><li>Floyd, J., Mirza, I., Sachs, B., Perry, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hepatotoxicity+of+chemotherapy.">Hepatotoxicity of chemotherapy.</a> Seminars in Oncology. 33 (1), 50-67 (2006).</li><li>Bar-Joseph, H., Stemmer, S. M., Tsarfaty, I., Shalgi, R., Ben-Aharon, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemotherapy-induced+vascular+toxicity-real-time+in+vivo+imaging+of+vessel+impairment.">Chemotherapy-induced vascular toxicity-real-time in vivo imaging of vessel impairment.</a> Journal of Visualized Experiments. (95), e51650 (2015).</li><li>Denny, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prodrug+strategies+in+cancer+therapy.">Prodrug strategies in cancer therapy.</a> European Journal of Medicinal Chemistry. 36 (7-8), 577-595 (2001).</li><li>Kastrati, I., Delgado-Rivera, L., Georgieva, G., Thatcher, G. R. J., Frasor, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+characterization+of+an+aspirin-fumarate+prodrug+that+inhibits+NF&#954;B+activity+and+breast+cancer+stem+cells.">Synthesis and characterization of an aspirin-fumarate prodrug that inhibits NF&#954;B activity and breast cancer stem cells.</a> Journal of Visualized Experiments. (119), e54798 (2017).</li><li>Mao, 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=A+simple+dual-pH+responsive+prodrug-based+polymeric+micelles+for+drug+delivery.">A simple dual-pH responsive prodrug-based polymeric micelles for drug delivery.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 8 (27), 17109-17117 (2016).</li><li>Li, S. -. Y., 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+pH-responsive+prodrug+for+real-time+drug+release+monitoring+and+targeted+cancer+therapy.">A pH-responsive prodrug for real-time drug release monitoring and targeted cancer therapy.</a> Chemical Communications. 50 (80), 11852-11855 (2014).</li><li>Andresen, T. L., Thompson, D. H., Kaasgaard, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enzyme-triggered+nanomedicine:+Drug+release+strategies+in+cancer+therapy+(Invited+Review).">Enzyme-triggered nanomedicine: Drug release strategies in cancer therapy (Invited Review).</a> Molecular Membrane Biology. 27 (7), 353-363 (2010).</li><li>Xu, G., McLeod, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strategies+for+enzyme/prodrug+cancer+therapy.">Strategies for enzyme/prodrug cancer therapy.</a> Clinical Cancer Research. 7 (11), 3314-3324 (2001).</li><li>Luo, W., 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=Dual-targeted+and+pH-sensitive+doxorubicin+prodrug-microbubble+complex+with+ultrasound+for+tumor+treatment.">Dual-targeted and pH-sensitive doxorubicin prodrug-microbubble complex with ultrasound for tumor treatment.</a> Theranostics. 7 (2), 452 (2017).</li><li>Gao, 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=Ultrasound+triggered+phase-change+nanodroplets+for+doxorubicin+prodrug+delivery+and+ultrasound+diagnosis:+An+in+vitro+study.">Ultrasound triggered phase-change nanodroplets for doxorubicin prodrug delivery and ultrasound diagnosis: An in vitro study.</a> Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 174, 416-425 (2019).</li><li>Brade, A. M., Szmitko, P., Ngo, D., Liu, F. -. F., Klamut, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat-directed+suicide+gene+therapy+for+breast+cancer.">Heat-directed suicide gene therapy for breast cancer.</a> Cancer Gene Therapy. 10 (4), 294-301 (2003).</li><li>Long, K., 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=One-photon+red+light-triggered+disassembly+of+small-molecule+nanoparticles+for+drug+delivery.">One-photon red light-triggered disassembly of small-molecule nanoparticles for drug delivery.</a> Journal of Nanobiotechnology. 19 (1), 357 (2021).</li><li>Liu, Y., Long, K., Kang, W., Wang, T., Wang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optochemical+control+of+immune+checkpoint+blockade+via+light-triggered+PD-L1+dimerization.">Optochemical control of immune checkpoint blockade via light-triggered PD-L1 dimerization.</a> Advanced NanoBiomed Research. 2 (6), 2200017 (2022).</li><li>Wang, 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=Optochemical+control+of+mTOR+signaling+and+mTOR-dependent+autophagy.">Optochemical control of mTOR signaling and mTOR-dependent autophagy.</a> ACS Pharmacology &amp; Translational Science. 5 (3), 149-155 (2022).</li><li>Abet, V., Filace, F., Recio, J., Alvarez-Builla, J., Burgos, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prodrug+approach:+An+overview+of+recent+cases.">Prodrug approach: An overview of recent cases.</a> European Journal of Medicinal Chemistry. 127, 810-827 (2017).</li><li>Li, G., 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=Small-molecule+prodrug+nanoassemblies:+an+emerging+nanoplatform+for+anticancer+drug+delivery.">Small-molecule prodrug nanoassemblies: an emerging nanoplatform for anticancer drug delivery.</a> Small. 17 (52), 2101460 (2021).</li><li>Shamay, Y., 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=Quantitative+self-assembly+prediction+yields+targeted+nanomedicines.">Quantitative self-assembly prediction yields targeted nanomedicines.</a> Nature Materials. 17 (4), 361-368 (2018).</li><li>Sinoway, P. A., Callen, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chlorambucil.">Chlorambucil.</a> Arthritis &amp; Rheumatism. 36 (3), 319-324 (1993).</li><li>Owen, W. R., Stewart, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+and+mechanism+of+chlorambucil+hydrolysis.">Kinetics and mechanism of chlorambucil hydrolysis.</a> Journal of Pharmaceutical Sciences. 68 (8), 992-996 (1979).</li><li>Lv, W., 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=Upconversion-like+photolysis+of+BODIPY-based+prodrugs+via+a+one-photon+process.">Upconversion-like photolysis of BODIPY-based prodrugs via a one-photon process.</a> Journal of the American Chemical Society. 141 (44), 17482-17486 (2019).</li><li>Silver, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Let+us+teach+proper+thin+layer+chromatography+technique.">Let us teach proper thin layer chromatography technique.</a> Journal of Chemical Education. 97 (12), 4217-4219 (2020).</li><li>Saad, W. S., Prud'homme, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+of+nanoparticle+formation+by+flash+nanoprecipitation.">Principles of nanoparticle formation by flash nanoprecipitation.</a> Nano Today. 11 (2), 212-227 (2016).</li><li>Long, K., 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=Photoresponsive+prodrug-dye+nanoassembly+for+in-situ+monitorable+cancer+therapy.">Photoresponsive prodrug-dye nanoassembly for in-situ monitorable cancer therapy.</a> Bioengineering &amp; Translational Medicine. 7 (3), 10311 (2022).</li><li>Zhong, 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+self-assembling+nanomedicine+of+conjugated+linoleic+acid-paclitaxel+conjugate+(CLA-PTX)+with+higher+drug+loading+and+carrier-free+characteristic.">A self-assembling nanomedicine of conjugated linoleic acid-paclitaxel conjugate (CLA-PTX) with higher drug loading and carrier-free characteristic.</a> Scientific Reports. 6 (1), 36614 (2016).</li><li>Long, K., 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=Green+light-triggered+intraocular+drug+release+for+intravenous+chemotherapy+of+retinoblastoma.">Green light-triggered intraocular drug release for intravenous chemotherapy of retinoblastoma.</a> Advanced Science. 8 (20), 2101754 (2021).</li><li>Lv, W., Wang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=One-photon+upconversion-like+photolysis:+a+new+strategy+to+achieve+long-wavelength+light-excitable+photolysis.">One-photon upconversion-like photolysis: a new strategy to achieve long-wavelength light-excitable photolysis.</a> Synlett. 31 (12), 1129-1134 (2020).</li><li>Rwei, A. Y., Wang, W., Kohane, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoresponsive+nanoparticles+for+drug+delivery.">Photoresponsive nanoparticles for drug delivery.</a> Nano Today. 10 (4), 451-467 (2015).</li><li>Grzelczak, M., Vermant, J., Furst, E. M., Liz-Marz&#225;n, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Directed+self-assembly+of+nanoparticles.">Directed self-assembly of nanoparticles.</a> ACS Nano. 4 (7), 3591-3605 (2010).</li><li>Gnanasammandhan, M. K., Idris, N. M., Bansal, A., Huang, K., Zhang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Near-IR+photoactivation+using+mesoporous+silica-coated+NaYF4:Yb,Er/Tm+upconversion+nanoparticles.">Near-IR photoactivation using mesoporous silica-coated NaYF4:Yb,Er/Tm upconversion nanoparticles.</a> Nature Protocols. 11 (4), 688-713 (2016).</li></ol>

Este protocolo descreve um método fácil de precipitação por flash para a fabricação de nanopartículas de corante pró-fármaco, que oferece uma abordagem simples e conveniente para a formação de nanopartículas. Há várias etapas críticas nesse método. Em primeiro lugar, para todas as etapas de síntese, fabricação e caracterização, recipientes como microtubos devem ser cobertos com papel alumínio para evitar fotoclivagem desnecessária do pró-fármaco BC pela luz ambiental. Além disso, na etapa de pre...

A quimioterapia é um tratamento comum do câncer que emprega agentes citotóxicos para matar as células cancerosas e, assim, inibe o crescimento tumoral1. Entretanto, os pacientes podem sofrer efeitos colaterais como cardiotoxicidade e hepatotoxicidade devido à absorção fora do alvo dos quimioterápicos 2,3,4. Portanto, a liberação localizada de fármacos por meio do controle espaço-temporal da liberação/ativação de fármacos em tumores é essencial para minimizar a exposição a fármacos em tecidos normais.
Os pró-fármacos são drogas quimicamente modificadas que apresentam toxicidade reduzida em tecidos normais, mantendo sua ação em lesões doentes após ativação 5,6. Os pró-fármacos podem ser responsivos a uma variedade de estímulos, como pH7,8, enzimas9,10, ultrassom 11,12, calor 13 e luz14,15,1 6, e liberar seus fármacos precursores especificamente nas lesões. No entanto, muitos pró-fármacos apresentam desvantagens inerentes, como baixa solubilidade, taxa de absorção incorreta e destruição metabólica precoce, o que pode limitar seu desenvolvimento17. Nesse contexto, a formação de nanomontagens de pró-fármacos oferece vantagens como diminuição de efeitos colaterais, liberação in situ de fármacos, melhor retenção e combinação de tratamento e imagem, indicando grande potencial de aplicação desses nanoconjuntos. Muitos nanoconjuntos de pró-fármacos foram desenvolvidos para o tratamento de doenças, incluindo nanoesferas de pró-fármacos de doxorrubicina, micelas de pró-fármacos para curcumina e nanofibras de pró-fármacos para camptotecina18.
Neste protocolo, apresentamos um método simples para a preparação de nanomontagens de corantes pró-fármacos que exibem alto conteúdo de pró-fármaco, boa dispersibilidade em água, estabilidade a longo prazo e capacidade de resposta sensível. O IR783 é um corante solúvel em água no infravermelho próximo que pode servir como estabilizador das nanomontagens19. O outro componente da nanomontagem é o boro-dipirrometeno-clorambucil (BODIPY-Cb, BC), um pró-fármaco que foi projetado por duas razões principais. Como o clorambucil (Cb) apresenta toxicidade sistêmica in vivo, a forma pró-fármaco pode diminuir sua toxicidade20. O pró-fármaco BC pode ser fotoclivado com irradiação luminosa de 530 nm direcionada às lesões da doença, possibilitando a liberação local de Cb. Por outro lado, o Cb é propenso à hidrólise em ambientes aquosos, podendo ser protegido transformando-se em pró-fármaco21. Assim, esperava-se que a co-montagem do pró-fármaco BC e do corante IR-783 formasse um nanossistema de liberação estável e eficaz de fármacos (Figura 1A). Esta nanomontagem de pró-fármaco-corante melhora a dispersibilidade e estabilidade das moléculas de pró-fármaco, sugerindo seu potencial para aplicação na liberação de fármacos controláveis por luz. A fotoclivagem do pró-fármaco BC possibilita a desmontagem das nanopartículas e a liberação de Cb nas lesões controlada pela luz (Figura 1 suplementar).

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1260 Infinity II HPLC</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,4-Dimethyl pyrrole</td>
			<td>J&#38;K Scientific</td>
			<td>315305</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide(MTT)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>M6494</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-Dimethylaminopyridine (4-DMAP)</td>
			<td>J&#38;K Scientific</td>
			<td>212279</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>90 mm Petri Dish Clear Treated Sterile</td>
			<td>SPL</td>
			<td>11090</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96-well Tissue Culture Plate Clear Treated Sterile</td>
			<td>SPL</td>
			<td>30096</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetoxyacetyl chloride</td>
			<td>J&#38;K Scientific</td>
			<td>192001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Boron trifluoride diethyl etherate</td>
			<td>J&#38;K Scientific</td>
			<td>921076</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B&#252;chner funnel</td>
			<td>AS ONE</td>
			<td>3-6466-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chlorambucil</td>
			<td>J&#38;K Scientific</td>
			<td>321407-1G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CM100 Transmission Electron Microscope</td>
			<td>Philips</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CombiFlash RF chromatography system&#160;</td>
			<td>Teledyne ISCO</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichloromethane</td>
			<td>DUKSAN Pure Chemicals</td>
			<td>JT9315-88</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide</td>
			<td>DUKSAN Pure Chemicals</td>
			<td>2762</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable cuvette</td>
			<td>Malvern Panalytical</td>
			<td>DTS1070</td>
			<td>Zeta potential measurement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable cuvette</td>
			<td>Malvern Panalytical</td>
			<td>ZEN0040</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Empty Disposable Sample Load Cartridges</td>
			<td>Teledyne ISCO</td>
			<td>693873225</td>
			<td>can hold up to 65 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10270106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filtering flask</td>
			<td>AS ONE</td>
			<td>3-7089-03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hexane</td>
			<td>DUKSAN Pure Chemicals</td>
			<td>4198</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Holey carbon film on copper grid</td>
			<td>Beijing Zhongjingkeyi Technology Co.,Ltd</td>
			<td>BZ10023a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HPLC column (InfinityLab Poroshell 120)</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>695975-902T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Integrating sphere photodiode power sensor</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>S142C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IR783</td>
			<td>Tokyo Chemical Industry (TCI) Co., Ltd</td>
			<td>I1031</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LED&#160;</td>
			<td>Mightex</td>
			<td>LCS-0530-15-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LED Driver Control Panel V3.2.0 (Software)</td>
			<td>Mightex</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lithium Hydroxide Anhydrous</td>
			<td>TCI</td>
			<td>L0225</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methylmagnesium iodide, 3M solution in diethyl ether</td>
			<td>Aladdin</td>
			<td>M140783</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N,N-Diisopropyl ethyl amine (DIPEA)</td>
			<td>J&#38;K Scientific</td>
			<td>203402</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N,N&#39;-Dicyclohexylcarbodiimide (DCC)</td>
			<td>J&#38;K Scientific</td>
			<td>275928</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>penicillin&#8211;streptomycin</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15140122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate-buffered saline (10&#215;)</td>
			<td>&#160;Sigma-Aldrich</td>
			<td>P5493</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#160;Power and energy meter&#160;</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>PM100 USB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotavapor</td>
			<td>BUCHI Rotavapor R300</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RMPI 1640</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>21870076</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Separatory funnel (125 mL)</td>
			<td>Synthware</td>
			<td>F474125L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver Silica Gel Disposable Flash Columns, 40 g</td>
			<td>Teledyne ISCO</td>
			<td>692203340</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium sulfate, anhydrous</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A19890</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SpectraMax M4</td>
			<td>Molecular Devices LLC</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrahydrofuran (THF), anhydrous</td>
			<td>J&#38;K Scientific</td>
			<td>943616</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-EDTA (0.25%), phenol red</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>25200056</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex</td>
			<td>DLAB Scientific Co., Ltd</td>
			<td>MX-S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zetasizer Nano ZS90&#160;</td>
			<td>Malvern Instrument</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

facile preparation and photoactivation of prodrug-dye nanoassemblies

A automontagem é um método simples, mas confiável, para a construção de sistemas de liberação de fármacos em nanoescala. Os pró-fármacos fotoativáveis permitem a liberação controlável de fármacos a partir de nanocarreadores em locais-alvo modulados pela irradiação luminosa. Neste protocolo, um método fácil para a fabricação de nanopartículas fotoativáveis de pró-fármaco corante via automontagem molecular é apresentado. Os procedimentos para síntese de pró-fármacos, fabricação de nanopartículas, caracterização física da nanomontagem, demonstração de fotoclivagem e verificação de citotoxicidade in vitro são descritos em detalhes. Um pró-fármaco fotoclimovível boro-dipirrometeno-clorambucil (BC) foi sintetizado pela primeira vez. BC e um corante de infravermelho próximo, IR-783, em uma proporção otimizada, poderiam se auto-montar em nanopartículas (IR783/BC NPs). As nanopartículas sintetizadas apresentaram tamanho médio de 87,22 nm e carga superficial de -29,8 mV. As nanopartículas se desmontaram após irradiação luminosa, o que pôde ser observado por microscopia eletrônica de transmissão. A fotoclivagem da CB foi concluída em 10 min, com eficiência de recuperação de 22% para clorambucil. As nanopartículas apresentaram maior citotoxicidade sob irradiação luminosa a 530 nm em comparação com as nanopartículas não irradiadas e o pró-fármaco BC livre irradiado. Este protocolo fornece uma referência para a construção e avaliação de sistemas de liberação fotorresponsiva de fármacos.

NPs IR783/BC foram fabricados com sucesso neste estudo usando um método de precipitação flash. As NPs IR783/BC sintetizadas apresentaram-se como solução roxa, enquanto a solução aquosa de IR783 foi azul (Figura 4A). Como mostrado na Figura 4B, os NPs IR783/BC exibiram um tamanho médio de aproximadamente 87,22 nm com um índice de polidispersidade (PDI) de 0,089, demonstrando uma distribuição de tamanho estreita. A carga superficial das IR783/NPs foi de...

Watch this Scientific Journal Video about Facile Preparation and Photoactivation of Prodrug-Dye Nanoassemblies at JoVE.com

Facile Preparation and Photoactivation of Prodrug-Dye Nanoassemblies

Este protocolo descreve a fabricação e caracterização de um nanoconjunto fotorresponsivo de corante pró-fármaco. A metodologia para liberação de fármacos a partir das nanopartículas por desmontagem desencadeada por luz, incluindo a configuração da irradiação luminosa, é explicitamente descrita. Os fármacos liberados das nanopartículas após irradiação luminosa exibiram excelentes efeitos antiproliferativos em células tumorais colorretais humanas.

Fácil preparação e fotoativação de nanomontagens de pró-fármaco-corante

Self-assembly is a simple yet reliable method for constructing nanoscale drug delivery systems. Photoactivatable prodrugs enable controllable drug release ...

Este protocolo fornece uma referência na construção e caracterização de sistemas corantes fotorresponsivos, especialmente na configuração da radiação luminosa. Essa técnica mostra a vantagem da simplicidade de fabricação, da alta capacidade de carga de fármacos e da fotocontrolabilidade. Esta técnica pode ser usada para tratar o tumor colorretal com a ajuda de fibra óptica para fornecer luzes para ativar a liberação da droga no local do tumor.Comece pesando 10 miligramas do dipirrometeno de boro clorambucil ou pró-fármaco BC e dissolva-o em um mililitro de dimetil sulfóxido, ou DMSO, em um microtubo de 1,5 mililitro. Cubra a solução BC com papel alumínio, prepare 0,4 miligramas por mililitro IR783 em água deionizada filtrada e transfira 300 microlitros em um microtubo de 1,5 mililitro. Coloque este micro tubo em um misturador de vórtice a 1500 RPM.Em seguida, com a extremidade da ponta da pipeta de 20 microlitros tocando a parede interna do microtubo, adicione 20 microlitros da solução BC à solução IR783 durante 10 segundos a uma taxa constante. Coloque o microtubo no misturador de vórtices por 30 segundos para obter as nanopartículas IR783/BC. Em seguida, coloque a solução de nanopartículas em um rack totalmente coberto com papel alumínio.Centrifugar a solução de nanopartículas IR783/BC resultante durante 10 minutos a 2000 G e quatro graus Celsius para remover agregados. Recolher o sobrenadante, deixando aproximadamente 20 microlitros no tubo para não perturbar o pellet antes de descartá-lo. Depois de centrifugar o sobrenadante duas vezes por 30 minutos a 30.000 G e 4 graus Celsius, coletar o precipitado de nanopartículas de ambas as centrificações.Ressuspender as nanopartículas em 300 microlitros de PBS. Quantificar o conteúdo de IR783 e BC por cromatografia líquida de alta eficiência, ou HPLC, usando o método de eluição. Calcule a eficiência de encapsulamento de pró-fármacos, ou porcentagem de EE, e a capacidade de carga ou, porcentagem de LC.Para medir o tamanho médio das nanopartículas IR783/BC com um instrumento de espalhamento dinâmico de luz, ou DLS. Adicionar 200 microlitros de solução de nanopartículas IR783/BC em uma cubeta e inserir a cubeta no suporte para medição. Defina o tipo de medição como tamanho e a temperatura de medição como 25 graus Celsius.Realizar três medições com duração de 20 segundos para cada medida. Para medir a carga superficial das nanopartículas IR783/BC com o instrumento DLS, diluir 25 microlitros de solução de nanopartículas IR783/BC com 725 microlitros de água deionizada em um microtubo de 1,5 mililitro. Adicione a solução em uma cubeta de teste de potencial zeta.Coloque a cubeta no sulco da amostra. Tampar o sulco da amostra. Em seguida, defina o tipo de medição como potencial zeta e a temperatura como 25 graus Celsius.Realize 10 medições. Uma vez feito, prepare as amostras para microscopia eletrônica de transmissão, ou TEM, adicionando 10 microlitros de solução de nanopartículas IR783/BC em um pedaço do filme de carbono holey em uma grade de cobre de 300 mesh e removendo sete microlitros do filme de carbono holey. Deixe três microlitros de solução no filme durante a noite para autoevaporação.Configure uma lâmpada LED de 530 nanômetros com um suporte de ferro para que a luz esteja diretamente voltada para o piso de operação. Coloque um fotômetro de fotodiodo de esfera integrada diretamente sob a lâmpada LED. Ligue a lâmpada LED e abra a tampa do fotômetro.Registre a irradiância. Ajuste os parâmetros da lâmpada usando o software associado e ajuste a corrente de entrada no miliampere para definir a irradiância como 50 miliwatts por centímetro quadrado. Diluir a solução de nanopartículas IR783/BC com água deionizada para 50 micromolares, com base na concentração de BC.Adicione 200 solução de nanopartículas micromolares IR783/BC em um microtubo de 1,5 mililitro. Coloque o tubo sobre um bloco de espuma com uma ranhura que se encaixe no tamanho do microtubo e na mesma altura que o fotômetro. Abra a tampa do tubo.Ligue a lâmpada LED e irradie a solução de nanopartículas por 1, 2, 3, 5, 7 e 10 minutos. Após a irradiação luminosa, quantificar o consumo de BC e a liberação de Cb por HPLC e calcular a liberação restante de BC e Cb. Nanopartículas de IR783/BC foram fabricadas com sucesso neste estudo usando um método de precipitação flash.As nanopartículas sintetizadas estavam presentes como uma solução roxa, enquanto a solução aquosa de IR783 era azul. As nanopartículas IR783/BC exibiram um tamanho médio de 87,22 nanômetros com um índice de polidispersidade, ou PDI, de 0,089;demonstrando uma distribuição de tamanho estreita. A carga superficial foi de aproximadamente menos 29,8 milivolts, indicando os grupos sulfonato negativamente carregados de IR783.O tamanho das nanopartículas foi mantido em 85 nanômetros por pelo menos 48 horas após a fabricação, enquanto seu PDI permaneceu inferior a 0,2. Não foi observada alteração significativa na distribuição de tamanho 0, 24 e 48 horas após a fabricação. Agregados e fragmentos foram observados após irradiação mais leve.Mudanças de tamanho e distribuição foram observadas após três e cinco minutos de irradiação luminosa. O Prodrug BC foi clivado em 10 minutos. Enquanto isso, o clorambucil foi liberado com uma eficiência de recuperação de cerca de 22% no mesmo período.As nanopartículas IR783/BC exibiram citotoxicidade significativa em células tumorais colorretais humanas HCT 116 sob irradiação luminosa a 530 nanômetros em comparação com o grupo sem irradiação. É importante tocar a parede interna do microtubo firmemente com a extremidade dos peptídeos e colocar o microtubo no vórtice de forma estável.

Research

JoVE Journal

Medicine

Do's and Don'ts in the Preparation of Muscle Cryosections for Histological Analysis

Fazer e não fazer na preparação de músculo Cortes congelados para análise histológica

Histological evaluation of muscle biopsies has served as an indispensable tool in the understanding of the development and progression of pathology of ...

Medicina

Preparation and In Vitro Characterization of Magnetized miR-modified Endothelial Cells

Preparation and In Vitro Characterization of Magnetized miR-modified Endothelial Cells

preparação e<em&gt; In Vitro</em&gt; Caracterização de magnetizado miR-modificado Células Endoteliais

To date, the available surgical and pharmacological treatments for cardiovascular diseases (CVD) are limited and often palliative. At the same time, gene ...

Preparation, Procedures and Evaluation of Platelet-Rich Plasma Injection in the Treatment of Knee Osteoarthritis

Preparação, procedimentos e avaliação da injeção de Plasma rico em plaquetas no tratamento da osteoartrose do joelho

Knee osteoarthritis (KOA) is one of the most frequently encountered diseases in the orthopedic department. Existing non-surgical treatments have a limited ...

Preparation Of Gushukang (GSK) Granules for In Vivo and In Vitro Experiments

Preparation Of Gushukang GSK Granules for In Vivo and In Vitro Experiments

Preparação de grânulos de Gushukang (GSK) para experimentos in vivo e in vitro

Traditional Chinese herbal medicine plays a role as an alternative method in treating many diseases, such as postmenopausal osteoporosis (POP). Gushukang ...

Preparation of Decellularized Kidney Scaffolds in Rats

Preparação de andaimes renais descelularizados em ratos

Tissue engineering is a cutting-edge discipline in biomedicine. Cell culture techniques can be applied for regeneration of functional tissues and organs ...

Biological Preparation and Mechanical Technique for Determining Viscoelastic Properties of Zonular Fibers

Preparação Biológica e Técnica Mecânica para Determinar Propriedades Viscoelásticas de Fibras Zonulares

Elasticity is essential to the function of tissues such as blood vessels, muscles, and lungs. This property is derived mostly from the extracellular ...

Guided Endodontics: Three-Dimensional Planning and Template-Aided Preparation of Endodontic Access Cavities

Endodontia Guiada: Planejamento Tridimensional e Preparação Auxiliada por Modelos de Cavidades de Acesso Endodôntico

Pulp canal obliterations (PCO) are often a consequence of dental trauma, such as luxation injuries. Even though dentin apposition is a sign of vital pulp, ...

Preparation of Human Myocardial Tissue for Long-Term Cultivation

Preparação do tecido miocárdio humano para cultivo a longo prazo

Cardiomyocyte cultivation has seen a vast number of developments, ranging from two-dimensional (2D) cell cultivation to iPSC derived organoids. In 2019, ...