Revista de Investigación y Desarrollo
Acceso abierto
ISSN: 2311-3278
ISSN: 2311-3278
bart wathiong
Introducción
Las células madre hematopoyéticas y las células progenitoras hematopoyéticas ofrecen grandes oportunidades para desarrollar nuevos tratamientos para numerosas enfermedades malignas y no malignas.
Estudios recientes se han centrado en la dirección de NPs hacia HSCs; sin embargo, el uso de NP en combinación con HSC aún no se explota por completo. Las HSC se han etiquetado con NP de óxido de hierro superparamagnético y NP de óxido de gadolinio para la mejora del contraste de imágenes por resonancia magnética y el seguimiento celular.
En el presente estudio, investigamos la interacción, que incluye la asociación con la membrana celular y la captación, y la cinética de células CD34 + derivadas de sangre de cordón umbilical humano. HPC con NP de poliestireno carboxilado marcado con fluorescencia amarillo-verde de 40 nm de tamaño bien definido. Los NP de PS son de interés médico ya que se utilizan como portadores multifuncionales para la terapia. 'Estos también se usan comúnmente como NP modelo para estudiar su interacción con los sistemas biológicos debido a su disponibilidad comercial, alta calidad y amplia gama de tamaños y químicas de superficie. Se observó un comportamiento de carga transitorio único, para sugerir la carga y liberación activas de los YG-PS NP por parte de los HPC. Este comportamiento se comparó durante la interacción de YG-PS NP con células dendríticas de tipo mieloide. Las CD se derivan de la diferenciación de CD34 + HPCs y juega un papel clave en la iniciación; dirigir y controlar tanto la respuesta inmunitaria innata como la adaptativa. Los CD34-DC no exhibieron el comportamiento de carga transitoria.
Materiales y Métodos
Aislamiento y cultivo de CD34 + HPCs y CD34-DCs Caracterización de NPs Diálisis de NPs Citometría de flujo Microscopía confocal Viabilidad y proliferación celular
Resultados:
caracterización de NP
En el presente estudio se utilizaron NP de YG-PS carboxiladas y marcadas con fluorescencia con un diámetro nominal de 40 nm. Antes de la interacción con las células, las proteínas y los electrolitos presentes en el medio de cultivo celular pueden influir en los parámetros fisicoquímicos intrínsecos de las NP utilizadas. Por lo tanto, las dispersiones de YG-PS NP tanto en agua como en CCM después de diferentes períodos de incubación se caracterizaron mediante NTA. La dispersión de YG-PS NP resultante se mantuvo estable durante la duración del experimento.
Carga transitoria de NP en HPC La interacción de HPC con NP se evaluó exponiendo las células a marcadores fluorescentes con el rango de concentración. Después de 24 horas de exposición continua, se evaluó la carga de NP celular midiendo el GMFI usando la citometría de flujo. Sin embargo, en comparación con los CD34-DC diferenciados, los HPC tenían una capacidad de carga de NP menor. Como las HPC son células no fagocíticasy tienen una relación citoplásmica/nuclear más baja, se espera que sean menos eficientes para absorber grandes cantidades de material extracelular, como NP, que las DC con una actividad fagocítica destacada. Para confirmar que el procesamiento de las NP es diferente para ambos tipos de células, se estudió la interacción de las HPC y las CD34-DC con las NP en función del tiempo. La carga de NP debía medirse después de 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 24 horas de exposición a 50 µg mL-1 de NP YG-PS Carga dependiente de la energía de HPC y CD34-DC con NP
La carga de NP de las celdas podría estar acumulándose de varias formas. La discriminación entre procesos pasivos y activos se puede realizar realizando la exposición NP de las células a 4 °C. Esta es la forma habitual de evaluar los mecanismos implicados, ya que el enfriamiento de las células inhibe todos los procesos celulares que dependen de la energía. La preincubación a 4 °C durante 1 hora y la exposición de HPC, CD34-DC a 50 µg mL -1 de YG-PS NP también a 4 °C abolió fuertemente la carga con YG-PS NP. Esto fue aún más evidente cuando se comparó la carga adquirida con la acumulada por sus contrapartes celulares obtenidas de los mismos donantes pero expuestas a 37°C.
La carga transitoria observada no puede atribuirse a la tinción fluorescente de las NP.
Se reconoce que las NP entran en las células de los mamíferos a través del mecanismo de endocitosis. El paso de las NP por el compartimento endocitario corresponde a una acidificación del entorno de las NP. La acidificación endosómica se imitó aquí mediante la dispersión de las NP de YG-PS en ácido cítrico: tampón de fosfato con un pH de 5, 6 o 7, que corresponde al pH dentro del compartimento endolisosomal. A partir de entonces, las dispersiones de YG-PS NP se dializaron contra tampones de ácido cítrico y fosfato con diferente acidez. Las dispersiones madre de YG-PS NP se usaron tal como se compraron o se dializaron previamente durante 48 horas para eliminar todo el tinte lábil ya presente en las dispersiones de NP. La cinética temporal de las diálisis se midió mediante espectroscopia de fluorescencia.
Discusión
En el presente estudio, se observó que la cinética de interacción de los NP de carboxilato YG-PS en HPC y CD34-DC responde de manera diferente y a NP idénticos, en condiciones idénticas. Los HPC mostraron una asociación transitoria con estos YG-PS NP, mientras que los CD34-DC mostraron un aumento monótono de la carga de NP a lo largo del tiempo. Puede explicarse parcialmente por la diferencia en su fisiología celular. Las CD34-DC están más confinadas y están más involucradas en la presentación de antígenos y las respuestas inmunitarias, mientras que la principal capacidad de las HPC es autorrenovarse o multiplicarse. Las diferencias en la fisiología celular.se unen a las diferencias morfológicas. HPC se derivó de la sangre del cordón umbilical que tiene una alta relación núcleo-citoplasma, con el citoplasma pobre en orgánulos, aunque se pueden ver algunas mitocondrias y cisternas de retículo endoplásmico. En este contraste, las CD34-DC han tenido una relación núcleo-citoplasma relativamente más baja, y el citoplasma contiene significativamente más orgánulos, incluidas las vesículas endosómicas.
Conclusión
Las estrategias terapéuticas y los trasplantes que utilizan HSC y HPC pueden beneficiarse de su notable respuesta a YG-PS NP. Los mecanismos de carga transitoria observados pueden abrir nuevas oportunidades para la entrega segura de fármacos o moléculas de interés con bioacumulación limitada. Sin embargo, la investigación adicionalSe requirió explorar si el fenómeno observado es específico para las NP utilizadas. Los efectos de las especies de NP, el tamaño, la funcionalización, la dosis administrada, el tiempo de incubación y el destino intracelular deben investigarse cuidadosamente. Además, se necesita más investigación para revelar cómo las HPC son capaces de mediar en la liberación y qué funciones celulares y dinámicas asociadas están involucradas en este proceso. El conocimiento resultante nos permitirá explotar todo el potencial de las aplicaciones de las NP en medicina.
Nota: Este trabajo se presenta en parte en el Congreso Anual de Biotecnología Farmacéutica del 16 al 17 de mayo en 2018 Singapur