Antigenen functionele rode bloedcellen die beschermd worden door de membraan enten van Compact Hypervertakte Polyglycerolen
Summary
Het celmembraan modificatie van rode bloedcellen (RBC's) met hypervertakte polyglycerol (HPG) wordt getoond. Gewijzigd RBC werden gekenmerkt door waterige twee fase partitionering, osmotische fragiliteit en complement gemedieerde lysis. De camouflage van de oppervlakte-eiwitten en antigenen werd geëvalueerd met behulp van de flowcytometrie en Micro Typing System (MTS) bloed fenotypering kaarten.
Abstract
Rode bloedcellen (RBC) transfusie is essentieel voor de behandeling van een aantal acute en chronische aandoeningen zoals thalassemie major en sikkelcelanemie 1-3. Door de aanwezigheid van vele antigenen op het oppervlak RBC (~ 308 bekende antigenen 4) patiënten in de chronische bloedtransfusie therapie te ontwikkelen antistoffen door de wedstrijd van miss minor antigenen op erytrocyten transfusie 4, 5. Enten van hydrofiele polymeren zoals polyethyleenglycol (PEG) en hypervertakte polyglycerol (HPG) vormt een laag op uitsluiting RBC membraan dat de interactie van antilichamen met oppervlakteantigenen voorkomt zonder dat de doorgang van kleine moleculen zoals zuurstof, glucose en ionen 3. Momenteel is er geen werkwijze beschikbaar voor het genereren van rode bloedcellen universele donorcellen mede door de ontmoedigende uitdaging door de aanwezigheid van grote aantal antigenen (eiwitten en koolhydraten zijn) op het oppervlak en de RBC dNTWIKKELING van dergelijke methoden zal een aanzienlijke verbetering transfusie veiligheid en drastisch verbeteren van de beschikbaarheid en het gebruik van RBC. In dit rapport worden de experimenten die worden gebruikt om antigen beschermde functionele RBC ontwikkelen door het membraan enten van HPG en hun karakterisatie gepresenteerd. HPGs zijn zeer biocompatibel compact polymeren 6, 7, en worden naar verwachting binnen de glycocalyx dat het lipide membraan 8, 9 en masker RBC oppervlakteantigenen 10, 11 omgeeft.
Protocol
Representative Results
Discussion
Universele donor RBC hebben een groot potentieel bij het verbeteren van het bloed beschikbaarheid en veiligheid van bloed transfusie therapie. RBC worden ook beschouwd als veelbelovend drug delivery voertuigen vanwege hun lange omloop en die inherent zijn biocompatibiliteit 14, 15. Experimenten die in dit paper evalueren van de in vitro eigenschappen van HPG gewijzigd RBC. De in vitro eigenschappen en in vivo circulatie van HPG gemodificeerde RBCs werden onderzocht in onze groep rec…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit onderzoek werd gefinancierd door de Canadese Blood Services (CBS) en de Canadese Institutes of Health Science (CIHR) Research Partnership Fund. De auteurs danken de LMB Macromolecule Hub op de UBC Centrum voor Bloed onderzoek voor het gebruik van hun onderzoeksfaciliteiten. De infrastructuur faciliteit wordt ondersteund door de Canada Foundation for Innovation (CFI) en de Michael Smith Foundation for Health Research (MSFHR). R. Chapanian is een ontvanger van (CIHR / CBS) postdoctorale mandaten in transfusie wetenschap en een ontvanger van MSFHR onderzoek stageplaats doctorale beurs. JN Kizhakkedathu is een ontvanger van MSFHR Career Investigator Scholar Award.
Materials
| Glycidol | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| Trimethylolpropane | Fluka | (ON, Canada) | |
| Potassium methylate | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| Anhydrous pyridine | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| 4-Dimethylaminopyridine | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| Succinic anhydride | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| Acetone | Fisher Scientific | (ON, Canada) | |
| Anhydrous dimethyl formamide | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| N-Hydroxysuccinimide | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| N,N’-Diisopropylcarbodiimide | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| MTS cards | Micro Typing System (MTS) cards (FL, USA) | ||
| Dextran 500 kDa | Pharmacia Fine Chemicals | (Sweden) | |
| PEG 8 kDa | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| FITC monoclonal anti-Rhesus D (RhD) | Quotient Biodiagnostics | (PA, USA) | |
| PE monoclonal anti-CD47 | BD Biosciences | (NJ, USA) | |
| Drabkin’s reagent | Sigma Aldrich | (ON, Canada) | |
| Table. Chemicals and reagents used for the grafting of HPG polymers to RBC membrane and their analysis. |
References
- Bradley, A. J., Murad, K. L., Regan, K. L., Scott, M. D. Biophysical consequences of linker chemistry and polymer size on stealth erythrocytes: size does matter. Biochim. Biophys. Acta. 1561 (2), 147-158 (2002).
- Murad, K. T., Mahany, K. L., Brugnara, C., Kuypers, F. A., Eaton, J. W., Scott, M. D. Structural and functional consequences of antigenic modulation of red blood cells with methoxypoly(ethylene glycol. Blood. 93 (6), 2121-2127 (1999).
- Scott, M. D., Murad, K. L., Koumpouras, F., Talbot, M., Eaton, J. W. Chemical camouflage of antigenic determinants: Stealth erythrocytes. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 94 (14), 7566-7571 (1997).
- Daniels, G., Reid, M. E. Blood groups: the past 50 years. Transfusion. 50 (2), 281-289 (2010).
- Murad, K. L., Gosselin, E. J., Eaton, J. W., Scott, M. D. Stealth cells: Prevention of major histocompatibility complex class II-mediated T-cell activation by cell surface modification. Blood. 94 (6), 2135-2141 (1999).
- Kainthan, R. K., Hester, S. R., Levin, E., Devine, D. V., Brooks, D. E. In vitro biological evaluation of high molecular weight hyperbranched polyglycerols. Biomaterials. 28 (31), 4581-4590 (2007).
- Kainthan, R. K., Janzen, J., Levin, E., Devine, D. V., Brooks, D. E. Biocompatibility testing of branched and linear polyglycidol. Biomacromolecules. 7 (3), 703-709 (2006).
- Chapanian, R., Constantinescu, I., Brooks, D. E., Scott, M. D., Kizhakkedathu, J. N. In vivo circulation, clearance, and biodistribution of polyglycerol grafted functional red blood cells. Biomaterials. 33 (10), 3047-3057 (2012).
- Chapanian, R., Constantinescu, I., Rossi, N. A. A., Medvedev, N., Brooks, D. E., Scott, M. D., Kizhakkedathu, J. N. Influence of polymer architecture on antigens Camouflage, CD47 protection and complement mediated lysis of surface grafted red blood cells. Biomaterials. 33 (31), 7871-7883 (2012).
- Rossi, N. A. A., Constantinescu, I., Brooks, D. E., Scott, M. D., Kizhakkedathu, J. N. Enhanced cell surface polymer grafting in concentrated and nonreactive aqueous polymer solutions. J. Am. Chem. Soc. 132 (10), 3423-3430 (2010).
- Rossi, N. A. A., Constantinescu, I., Kainthan, R. K., Brooks, D. E., Scott, M. D., Kizhakkedathu, J. N. Red blood cell membrane grafting of multi-functional hyperbranched polyglycerols. Biomaterials. 31 (14), 4167-4178 (2010).
- Muzykantov, V. R., Smirnov, M. D., Domogatsky, S. P. Hemolytic complement activity assay in microtitration plates. J. App. Biochem. 7 (3), 223-227 (1985).
- Walter, H., Brooks, D. E., Fisher, D. . Partitioning in aqueous two-phase systems: theory, methods, uses, and applications to biotechnology. , (1985).
- Rossi, L., Serafini, S., Pierige, F., Antonelli, A., Cerasi, A., Franternale, A., et al. Erythrocyte-based drug delivery. Expert Opin. Drug Deliv. 2 (2), 311-322 (2005).
- Walter, H., Krob, E. J., Brooks, D. E. Membrane surface properties other than charge involved in cell separation by partition in polymer, aqueous 2-phase systems. Biochimie. 15 (14), 2959-2964 (1976).
- Muzykantov, V. R., Murciano, J. C., Taylor, R. P., Atochina, E. N., Herraez, A. Regulation of the complement-mediated elimination of red blood cells modified with biotin and streptavidin. Anal Biochem. 241 (1), 109-119 (1996).
