Studies on the development of methods for attaching antibodies to the surface of superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPION).

Abstract

Celem niniejszej pracy było opracowanie procedury przyłączania przeciwciał do powierzchni SPION-ów pokrytych kationową pochodną chitozanu. W pierwszym etapie badań zsyntetyzowano superparamagnetyczne nanocząstki tlenku żelaza pokryte kationową pochodną chitozanu (SPION-ChK) a następnie sfunkcjonalizowano ich powierzchnie grupami tosylowymi.Tosylowanie miało na celu umożliwienie kowalencyjnego przyłączenia przeciwciał anti-VCAM-1 i anti-P-selectin. Uzyskany w ten sposób materiał może być użyty jako środek kontrastujący do obrazowania zmian związanych ze stanami zapalnymi śródbłonka metodami rezonansu magnetycznego.W celu opracowania procedury zastosowano modelowe przeciwciała drugorzędowe Texas Red-X Goat Anti-Rat IgG (H+L) oraz Texas Red-X Goat Anti-Mouse IgG (H+L). Pozwoliło to na śledzenie procesu przyłączania metodami spektrofluorymetrycznymi. Układy SPION-ChK, SPION-ChK-Ts oraz SPION-ChK-Ts-przeciwciało scharakteryzowano metodą dynamicznego rozpraszania światła (średnice hydrodynamiczne, potencjał zeta), a także oznaczono w nich zawartości żelaza.W celu określenia stopnia przyłączenia przeciwciał do powierzchni SPION-ów oznaczono stężenia żelaza i przeciwciał w otrzymanych próbkach. Uzyskane cząstki magnetyczne z dołączonymi przeciwciałami są niestabilne, co skutkuje ich wypadaniem z roztworu. W dalszych badaniach koniecznym jest zwiększenie ich stabilności.The aim of this study was to develop a procedure for attaching antibodies to the surface of SPION coated with a cationic derivative of chitosan. In the first stage of the research, superparamagnetic iron oxide nanoparticles coated with the cationic derivative of chitosan (SPION-ChK) were synthesized and then their surfaces were functionalized with tosyl groups.Tosylation was intended to allow covalent attachment of anti-VCAM-1 and anti-P-selectin. The material obtained in that way can be used as a contrast agent for imaging changes associated with endothelial inflammation using magnetic resonance imaging.In order to develop the procedure, model secondary antibodies Texas Red-X goat anti-Rat IgG (H + L) and Texas Red-X Goat Anti-Mouse IgG (H + L) were used. It allows to track the process of attaching with spectrofluorimetry methods. The systems SPION-ChK, SPION-ChK-Ts and SPION-ChK-Ts -antibody were characterized by dynamic light scattering (hydrodynamic diameter, zeta potential), and iron concentration was determined as well.To evaluate the degree of attachment of antibodies to the surface of SPION, concentrations of iron and antibodies were determined in the samples. The obtained magnetic particles with attached antibodies are unstable and precipitate out of solution. In further studies, it is necessary to increase their stability