Enkapsulace pro-hojivých proteinů pomocí liposomů a jejich charakterizace

Encapsulation of pro-healing proteins into liposomes and its characterization

abstract

Czech

Proteiny z rodiny fibroblastových růstových faktorů, včetně fibroblastového růstového faktoru-2 (FGF2), se hojně uplatňují v regenerativní medicíně tvrdých i měkkých tkáních díky jejich výborným pro-hojivým vlastnostem. Uplatnění nachází zejména při léčbě chronických ran a popálenin či jiných závažnějších kožních poranění. Při aplikaci FGF2 ve své nativní „wild“ formě však dochází ke ztrátě aktivity a efektivity vlivem hydrolytické degradace, a to běžně v časech již kolem 10 hodin in vitro. Z tohoto důvodu byl použit hyperstabilizovaný fibroblastový růstový faktor-2 (FGF2-STAB®), jehož aktivita je mutacemi prodloužena až na 20 dní při 37 °C. V závislosti na kompozici polymerní matrice však může docházet k vzájemné interakci proteinu s matricí a tím ke snižování jeho aktivity in vitro vlivem enzymatické degradace či difuzí tkáněmi. Pro omezení interakcí matrice-protein jsou zkoumány možnosti enkapsulace proteinů do liposomů simulujících složení pokožky. Připravené liposomy byly sledovány z hlediska jejich velikosti a distribuce částic pomocí dynamického rozptylu světla (DLS), náboj částic byl sledován pomocí zeta potenciálu a enkapsulační účinnost byla stanovena na UV-VIS spektrofotometru v přítomnosti Bradfordova činidla. Byly připraveny jak liposomy s obsahem FGF2-STAB®, tak „prázdné“ liposomy plněné pouze fosfátovým pufrem. Liposomy s velikostí částic kolem 100 nm mají velký potenciál ve tkáňovém inženýrství v systémech s řízeným uvolňováním léčiva, např. v hydrogelech pro topické hojení ran či v materiálech pro regeneraci kostí.

The fibroblast growth factor family of proteins, including fibroblast growth factor-2 (FGF2), is widely used in hard and soft tissue regenerative medicine due to its excellent healing properties. It is mainly used to treat chronic wounds and burns or more severe skin injuries. However, when FGF2 is applied in its native "wild" form, there is a loss of activity and efficiency due to hydrolytic degradation, usually around 10 hours in vitro. For this reason, hyperstabilized fibroblast growth factor-2 (FGF2-STAB®) was used, the activity of which is prolonged by mutations for up to 20 days at 37 ° C. However, depending on the composition of the polymer matrix, the protein may interact with the matrix and thereby reduce its activity in vitro due to enzymatic degradation or diffusion through tissues. The possibility of encapsulating proteins into liposomes simulating the skin's composition is being investigated to reduce matrix-protein interactions. The prepared liposomes were monitored for their particle size and distribution by dynamic light scattering (DLS), the charge of the particles was monitored by zeta potential, and the encapsulation efficiency was determined on a UV-VIS spectrophotometer in the presence of Bradford's reagent. Both FGF2-STAB® liposomes and "empty" phosphate buffer-only liposomes were prepared. Liposomes with a particle size of about 100 nm have great potential in tissue engineering in controlled release systems, such as hydrogels for topical wound healing or bone regeneration materials.

liposomy; enkapsulace; protein; drug-delivery

liposomes; encapsulation; protein; drug-delivery

KADLECOVÁ, Z.; BRTNÍKOVÁ, J.; LYSÁKOVÁ, K.; DORAZILOVÁ, J.; VOJTOVÁ, L.

25. 11. 2021

České vysoké učení technické v Praze

978-80-01-06921-9

Mezioborové přístupy v hojení ran

1

60

60

68

http://symma.cz/hojeniran/down/hojeniran2021_program.pdf