Enkapsulace fibroblastového růstového faktoru-2 FGF2-STAB® do liposomů

Enkapsulation of fibroblast growth factor-2 FGF2-STAB® into liposomes

abstrakt

čeština

Fibroblastový růstový faktor-2 (FGF2) má výborné prohojivé vlastnosti a své uplatnění nachází při regeneraci tvrdých i měkkých tkání, zejména pak při léčbě popálenin, chronických ran či vředů spojených s  diabetem prvního a druhého typu. Běžné růstové faktory ve své „wild“ formě snadno podléhají hydrolytické degradaci a ztrácí tím svoji účinnost a aktivitu, která je in vitro běžně kolem 10 hodin. V  našich experimentech byl použit hyperstabilizovaný FGF2-STAB®, jehož aktivita in vitro je mutacemi prodloužena až na 20 dní při 37  °C1. Přesto však i takto stabilizovaný protein může interagovat s  polymerními matricemi, čímž dochází ke změně jeho aktivity v  čase. Ke snižování aktivity dochází také in vitro v  důsledku enzymatické degradace a difuze tkáněmi. Pro snížení interakce FGF2-STAB® s  okolím a snížení rizika degradace, byla provedena enkapsulace do liposomů na bázi fosfatidylcholinu a cholesterolu technikou odpařování reverzní fáze. U liposomů byla stanovena velikost částic a jejich distribuce pomocí DLS, náboj pomocí zeta potenciálu, enkapsulační efektivita na UV-VIS spektrofotometru v  přítomnosti Bradfordova činidla a morfologie částic pomocí STEM. Byly připraveny jak liposomy obsahující fosfátový pufr, tak liposomy s  FGF2STAB®, byly také testovány různé poměry použitých lipidů a jejich celková množství ve vzorcích. Liposomy s  velikostí částic kolem 100  nm a účinně zaenkapsulovaným FGF2-STAB® mají značný potenciál v  systémech s  postupným uvolňováním léčiva, např. skafoldy pro regeneraci kostí či v hydrogelech pro vnitřní i topické hojení ran.

Fibroblast growth factor-2 (FGF2) has excellent healing properties and is used to regenerate hard and soft tissues, especially in treating burns, chronic wounds, or ulcers associated with type 1 and 2 diabetes. Common growth factors in their "wild" form readily undergo hydrolytic degradation, losing their effectiveness and activity, usually around 10 hours in vitro. Hyperstabilized FGF2-STAB® was used in our experiments, whose in vitro activity is extended by mutations for up to 20 days at 37 ° C1. Nevertheless, even such a stabilized protein can interact with polymer matrices, changing its activity over time. The decreased activity also occurs in vitro due to enzymatic degradation and diffusion through tissues. Encapsulation into liposomes based on phosphatidylcholine and cholesterol was performed using the reverse-phsae evaporation technique to reduce the interaction of FGF2-STAB® with the environment and its risk of degradation. For liposomes, particle size and distribution were determined by DLS, charge by zeta potential, encapsulation efficiency on a UV-VIS spectrophotometer in the presence of Bradford's reagent, and particle morphology by STEM. Both phosphate buffer-containing liposomes and FGF2STAB® liposomes were prepared, and different ratios of lipids were used, and their total amounts in the samples were tested. Liposomes with a particle size of about 100 nm and effectively encapsulated FGF2-STAB® have considerable potential in sustained release systems, such as scaffolds for bone regeneration or hydrogels for internal and topical wound healing.

liposomy, léčení ran, protein, růstový faktor

liposomes, wound healing, protein, growth factor

KADLECOVÁ, Z.; BRTNÍKOVÁ, J.; VOJTOVÁ, L.

7. 10. 2021

České vysoké učení technické v Praze

978-80-01-06886-1

XII. mezinárodní konference „Bioimplantologie 2021“

1

55

55

68

http://www.bioimplantologie.cz/down/bioimplantologie_2021_prg.pdf