Superparamagnetic nanoparticle delivery of DNA vaccine ... und mehr
Superparamagnetische Nanopartikel zur Verabreichung eines DNA-Impfstoffs
Fatin Nawwab Al-Deen 1 , Cordelia Selomulya, Charles Ma, Ross L CoppelPMID: 24715289 DOI: 10.1007/978-1-4939-0410-5_12
Zusammenfassung
Die Effizienz der Verabreichung von DNA-Impfstoffen ist im Vergleich zu Protein-Impfstoffen oft relativ gering. Die Verwendung von superparamagnetischen Eisenoxid-Nanopartikeln (SPIONs) zur Gentransmission mittels Magnetofektion zeigt vielversprechende Ansätze zur Verbesserung der Effizienz der Gentransmission sowohl in vitro als auch in vivo. Insbesondere bei der in vitro-Anwendung kann die Dauer der Gentransfektion durch die Magnetofektion deutlich reduziert werden, verglichen mit der Zeit, die benötigt wird, um mit Standardprotokollen eine hohe Gentransfektion zu erreichen. SPIONs, die unter physiologischen Bedingungen stabil gemacht wurden, können aufgrund ihrer einzigartigen magnetischen Eigenschaften sowohl als therapeutische als auch als diagnostische Mittel eingesetzt werden. Zu den wertvollen Merkmalen von Eisenoxid-Nanopartikeln in Bioanwendungen gehören eine enge Kontrolle über ihre Größenverteilung, die magnetischen Eigenschaften dieser Partikel und die Fähigkeit, bestimmte Biomoleküle zu spezifischen Zielen zu transportieren. Die Internalisierung und die Halbwertszeit der Partikel im Körper hängen von der Art der Synthese ab. Es wurden zahlreiche Synthesemethoden verwendet, um magnetische Nanopartikel für Bioanwendungen mit unterschiedlichen Größen und Oberflächenladungen herzustellen. Die gebräuchlichste Methode zur Synthese von nanometergroßen Magnetit-Fe3O4-Partikeln in Lösung ist die chemische Kopräzipitation von Eisensalzen. Die Kopräzipitationsmethode ist eine effektive Technik zur Herstellung stabiler wässriger Dispersionen von Eisenoxid-Nanopartikeln. Wir beschreiben die Herstellung von Fe3O4-basierten SPIONs mit hohen Magnetisierungswerten (70 emu/g) unter 15 kOe des angelegten Magnetfeldes bei Raumtemperatur, mit 0,01 emu/g Remanenz über eine Kopräzipitationsmethode in Gegenwart von Trinatriumcitrat als Stabilisator. Nackten SPIONs mangelt es oft an ausreichender Stabilität, Hydrophilie und an der Fähigkeit, funktionalisiert zu werden. Um diese Einschränkungen zu überwinden, wurde ein polykationisches Polymer auf der Oberfläche der frisch hergestellten SPIONs durch eine direkte elektrostatische Anziehung zwischen den negativ geladenen SPIONs (aufgrund der Anwesenheit von Carboxylgruppen) und dem positiv geladenen Polymer verankert. Polyethylenimin wurde ausgewählt, um die Oberfläche von SPIONs zu modifizieren, um die Übertragung von Plasmid-DNA in Säugetierzellen zu unterstützen, da das Polymer durch den "Protonenschwamm"-Effekt eine umfangreiche Pufferkapazität besitzt.
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Simulation des Langzeitverbleibs von superparamagnetischen Eisenoxid-basierten > Nanopartikeln unter Verwendung simulierter biologischer Flüssigkeiten
Martin Rabel 1 , Paul Warncke 1 , Cordula Grüttner 2 , Christian Bergemann 3 , Heinz-Dieter Kurland 4 , Robert Müller 5 , Vera Dugandžić 5 , Jana Thamm 1 , Frank A Müller 4 , Jürgen Popp 5 6 , Dana Cialla-May 5 6 , Dagmar Fischer 1PMID: 31298071 DOI: 10.2217/nnm-2018-0382
Zusammenfassung
Ziel: Simulation der Stabilität und des Abbaus von superparamagnetischen Eisenoxid-Nanopartikeln (MNP) in vitro als Teil ihres Lebenszyklus mit komplexen simulierten biologischen Flüssigkeiten. Materialien und Methoden: Ein Satz von 13 MNP mit verschiedenen polymeren oder anorganischen Schalenmaterialien wurde synthetisiert und hinsichtlich der Stabilität und des Abbaus von Kern und Schale in simulierten biologischen Flüssigkeiten charakterisiert. Ergebnisse: Alle MNP-Formulierungen zeigten eine ausgezeichnete Stabilität während der Lagerung und in simulierter Körperflüssigkeit. In endosomalen/lysosomalen Medien war das Degradationsverhalten abhängig von den Schalencharakteristika (z.B. Ladung, Säure-Basen-Charakter) und der Temperatur, was die Entwicklung eines beschleunigten Belastungstestprotokolls ermöglichte. Schlussfolgerung: Die Kinetik der Umwandlungen in Abhängigkeit vom MNP-Typ konnte ermittelt werden, um Struktur-Aktivitäts-Beziehungen als Vorhersagemodell für ein rationales Partikeldesign zu definieren.
Schlüsselwörter: SPION; Abbau; Langzeitverhalten; Lysosom/Endosom; Vorhersagemodell; Stabilität; superparamagnetische Eisenoxid-Nanopartikel.
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Magnetofection
Magnetofection is a transfection method that uses magnetic fields to concentrate particles containing nucleic acid into the target cells.[1] This method attempts to unite the advantages of the biochemical (cationic lipids or polymers) and physical (electroporation, gene gun) transfection methods in one system while excluding their inconveniences (low efficiency, toxicity).[citation needed] The technique has been known since at least 2001.[1] In 2015, Marseille-based OZ Biosciences trademarked in the US the word Magnetofection.[2]Die Magnetofektion ist eine Transfektionsmethode, die magnetische Felder nutzt, um nukleinsäurehaltige Partikel in den Zielzellen zu konzentrieren.[1] Diese Methode versucht, die Vorteile der biochemischen (kationische Lipide oder Polymere) und der physikalischen (Elektroporation, Genkanone) Transfektionsmethoden in einem System zu vereinen und gleichzeitig deren Nachteile (geringe Effizienz, Toxizität) auszuschließen.[citation needed] Die Technik ist mindestens seit 2001 bekannt.[1] Im Jahr 2015 ließ sich das in Marseille ansässige Unternehmen OZ Biosciences in den USA den Begriff Magnetofektion markenrechtlich schützen.[2]
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