הכוונת תרופות לזחל מקרופאגים על ידי הזרקת סמים טעונים ליפוזומים

מערכת פגוציט מספק קו ההגנה הראשון נגד הפולשים פתוגנים. מערכת זו מורכבת מונוציטים, תאים דנדריטים מונוציט נגזר ו מקרופאגים, אשר באופן פעיל phagocytoze פתוגנים זרים, ובכך להגביל את התפשטות הפתוגן. בנוסף לפונקציות אלה phagocytic ו microbicidal התאים הדנדריטים מקרופאגים הם גם מסוגלים ייצור cy, אנטיגן-מצגת כדי להפעיל את המערכת החיסונית אדפטיבית¹. של תאים אלה, מקרופאגים קיבלו תשומת לב מיוחדת בשל טרוגניות תפקודית מגוונת שלהם ומעורבות מחלות דלקתיות מרובות, מ חסינות אוטומטית מחלות זיהומיות לסרטן^2,3,4,5,6,7. הפלסטיות של מקרופאגים ויכולתם להסתגל מבחינה פונקציונלית לצרכים בסביבת הרקמה שלהם מחייבת גישות נסיוניות להתבונן ישירות ולחקור תאים אלה בvivo.

זחל זהפיש הם אורגניזם מודל אידיאלי שדרכו ללמוד את הפונקציה ואת הפלסטיות של מקרופאגים ב vivo⁸. השקיפות האופטית של זחל דג זברה מספק חלון כדי להתבונן ישירות התנהגות של מקרופאגים, במיוחד כאשר ביחד עם קווי הכתב הטרנסגניים מקרופאג. ניצול פוטנציאל ההדמיה החי ואת היכולת הניסיונית של זחל הדגים הובילו לתובנות משמעותיות רבות לפונקציה מקרופאג שיש להן רלוונטיות ישירה למחלה האנושית^{9,10,11,12,13,14,15}. רבים ממחקרים אלה ניצלו גם את היתרון של שימור גבוה של פעילות הסמים ב-דג זברה (תכונה המסופינים השימוש שלהם בתור בעלי חיים לגילוי התרופה שלמה^16,17,18), על ידי ניצול התערבויות כימיות כדי פרמקולוגית לטפל מקרופאג פונקציה. עד כה, טיפולים תרופתי אלה נמסרו בעיקר באמצעות טבילה, אשר דורש את הסם להיות מסיסים במים, או על ידי מיקרוהזרקה ישירה של תרופה חופשית (איור 1א). מגבלות אלה אסטרטגיות מסירה פסיבית כוללים אפקטים מחוץ ליעד ורעילות כללית העלולה למנוע הערכה כל השפעה על מקרופאג function. בנוסף, כאשר חקירת תופעות התרופה על מקרופאגים זה לא ידוע אם הסמים פועלים על מקרופאגים עצמם או באמצעות מנגנונים עקיפים יותר. בעת ביצוע התערבות כימית דומה במחקרים לחקור פונקציה מקרופאג, הכרנו היה צורך לא מוכר לפתח שיטת משלוח זולה וישירה כדי למקד את התרופות במיוחד מקרופאגים.

ליפוזומים הינם מיקרוסקופיים, ביולוגיים, בעלי שומנים מיקרוסקופים, שיכולים לכמס חלבונים, נוקלאוטידים ומטענים של סמים¹⁹. מבנה השומנים הunilamellar או רב-לאמצ’יני במבנה של ליפוזומים מהווה לומן פנימי מימית שבו ניתן לשלב תרופות מסיסים במים בעוד תרופות הידרופובי ניתן לשלב בקרומים השומנים. בנוסף, המאפיינים הפיזיקליים של ליפוזומים, כולל גודל, חיוב ושינויי פני שטח ניתן לתמרן כדי להתאים את המיקוד שלהם לתאים ספציפיים^20,21. תכונות אלה של ליפוזומים עשו להם רכב אטרקטיבי לספק סמים ולשפר את הדיוק של הטיפול הנוכחי משטרי²⁰. כמו ליפוזומים הם באופן טבעי phagocytozed על ידי מקרופאגים (תכונה מנוצלת על ידי שימוש שגרתי שלהם באספקת clodronate במיוחד מקרופאגים עבור ניסויים אבלציה²²), הם מציגים כאופציה אטרקטיבית עבור משלוח סמים ספציפי מקרופאג (איור 1B).

פרוטוקול זה מתאר את הניסוח של תרופות ליפוזומים כחול פלורסנט מצופה עם הידרופילי פולימר poloxamer 188, כי צורות שכבת הגנה על ליפוכמה משטח והוכח כדי לשפר את שמירת הסמים יש ביולוגי מעולה²³. Poloxamer נבחרה לציפוי פני השטח של ליפוזומים כמו המחקר הקודם שלנו הראו כי, כאשר לעומת פוליאתילן גליקול שונה ליפוזומים, poloxamer שונה ליפוזומים הראה תאימות ביולוגית טובה יותר בעקבות הזרקה תת עורית של כפות הראש ואת פרמקוקינטיקה דומה בארנבים בעקבות עירוי אינפוזיה²³. הפרוטוקולים מתוארים גם עבור המיקרו ההזרקה שלהם לתוך זחל הדמיה חיה להעריך את היכולת המקרופאג שלהם ולוקליזציה לתאים תאיים הנחוצים ליפוכמה השפלה ומשלוח תרופות cytoplasmic. כהוכחה-of-קונספט בעבר השתמשנו בטכניקה זו כדי למקד שתי תרופות מקרופאגים כדי לדכא את ההפעלה שלהם במודל זחל דג זברה של דלקת gouty חריפה²⁴. טכניקה זו מסירת סמים מרחיבה את “ערכת הכלים” הכימית הזמינה לחוקרי דג זברה המבקשים להבטיח מקרופאג-פילוח של תרופות הריבית שלהם.