Published November 6, 2018
| Version v1
Publication
Open
Make It Simple: (SR-A1+TLR7) Macrophage Targeted NANOarchaeosomes
Creators
- 1. National University of Quilmes
- 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 3. Instituto de Medicina y Biología Experimental de Cuyo
- 4. Experimental Medicine and Biology Institute
- 5. Brazilian Center for Research in Energy and Materials
Description
Hyperhalophilic archaebacteria exclusively produce sn2,3 diphytanylglycerol diether archaeolipids, unique structures absent in bacteria and eukaryotes. Nanovesicles made of archaeolipids known as nanoarchaeosomes (nanoARC), possess highly stable bilayers, some of them displaying specific targeting ability. Here we hypothesize that nanoARC made from Halorubrum tebenquichense archaebacteria, may constitute efficient carriers for the TLR7 agonist imiquimod (IMQ). NanoARC-IMQ takes advantage of the intense interaction between IMQ and the highly disordered, poorly fluid branched archaeolipid bilayers, rich in archaeol analogue of methyl ester of phosphatidylglycerophosphate (PGP-Me), a natural ligand of scavenger receptor A1 (SR-A1). This approach lacks complex manufacture steps required for bilayers labelling, enabling future analytical characterization, batch reproducibility and adaptation to higher scale production. SR-A1 mediated internalization of particulate material is mostly targeted to macrophages and is extensive because it is not submitted to a negative feedback. A massive and selective intracellular delivery of IMQ may concentrate its effect specifically into the endosomes, where the TLR7 is expressed, magnifying its immunogenicity, at the same time reducing its systemic bioavailability, and therefore it's in vivo adverse effects. NanoARC-IMQ (600-900 nm diameter oligolamellar vesicles of ~ -43 mV Z potential) were heavily loaded with IMQ at ~44 µg IMQ/mg phospholipids (~20 folds higher than the non-SR-A1 ligand soyPC liposomes loaded with IMQ (LIPO-IMQ)). In vitro, nanoARC-IMQ induced higher TNF-α and IL-6 secretion by J774A1 macrophages compared to same dose of IMQ and same lipid dose of LIPO-IMQ. In vivo, 3 subcutaneous doses of nanoARC-IMQ+ 10 g total leishmania antigens (TLA) at 50 g IMQ per Balb/C mice, induced more pronounced DTH response, accompanied by a nearly 2 orders higher antigen-specific systemic IgG titers than IMQ+TLA and LIPO-IMQ. The isotype ratio of nanoARC-IMQ+TLA remained ~0.5 indicating, the same as IMQ+TLA, a Th2 biased response distinguished by a pronounced increase in antibody titers, without negative effects on splenocytes lymphoproliferation, with a potential CD8+LT induction 10 days after the last dose. Overall, this first approach showed that highly SR-A1 mediated internalization of heavily loaded nanoARC-IMQ, magnified the effect of IMQ on TLR7 expressing macrophages, leading to a more intense in vivo immune response
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تنتج البكتيريا العتيقة شديدة الهيالوفيلية حصريًا الدهون العتيقة sn2,3 diphytanylglycerol diether archaeolipids، وهي هياكل فريدة غائبة في البكتيريا وحقيقيات النوى. تمتلك الحويصلات النانوية المصنوعة من الدهون العتيقة المعروفة باسم الجسيمات النانوية (nanoARC) طبقات ثنائية مستقرة للغاية، بعضها يعرض قدرة استهداف محددة. هنا نفترض أن nanoARC المصنوعة من Halorubrum tebenquichense archaebacteria، قد تشكل حاملات فعالة لـ imiquimod ناهض TLR7 (IMQ). يستفيد NanoARC - IMQ من التفاعل المكثف بين IMQ والطبقات الثنائية الشحمية المتفرعة شديدة الاضطراب والسيئة السوائل، والغنية بالتناظر الأثري لإستر الميثيل من فوسفاتيديل غليسيروفوسفات (PGP - Me)، وهو رباط طبيعي لمستقبلات الزبال A1 (SR - A1). يفتقر هذا النهج إلى خطوات التصنيع المعقدة المطلوبة لوضع العلامات على الطبقات الثنائية، مما يتيح التوصيف التحليلي المستقبلي، واستنساخ الدفعات والتكيف مع الإنتاج على نطاق أوسع. يستهدف الاستيعاب الداخلي بوساطة SR - A1 للمواد الجسيمية في الغالب البلاعم وهو واسع النطاق لأنه لا يخضع لردود فعل سلبية. قد يؤدي التوصيل الهائل والانتقائي داخل الخلايا لـ IMQ إلى تركيز تأثيره على وجه التحديد في الإندوسومات، حيث يتم التعبير عن TLR7، مما يزيد من مناعته، وفي الوقت نفسه يقلل من التوافر الحيوي الجهازي، وبالتالي فهو في تأثيرات ضارة على الجسم الحي. تم تحميل NanoARC - IMQ (حويصلات قليلة الصفائح قطرها 600-900 نانومتر من ~ -43 مللي فولط جهد Z) بشكل كبير مع IMQ عند ~44 ميكروغرام IMQ/ملغ من الفوسفوليبيدات (حوالي20 مرة أعلى من الجسيمات الدهنية غير SR - A1 ligand soyPC المحملة بـ IMQ (LIPO - IMQ)). في المختبر، تسبب nanoARC - IMQ في إفراز TNF - α و IL -6 أعلى بواسطة الضامة J774A1 مقارنة بنفس الجرعة من IMQ ونفس الجرعة الدهنية من LIPO - IMQ. في الجسم الحي، 3 جرعات تحت الجلد من مستضدات الليشمانيا النانوية ARC - IMQ + 10 غرامات إجمالية (TLA) عند 50 غرامًا من IMQ لكل فئران Balb/C، مستحثة باستجابة DTH أكثر وضوحًا، مصحوبة بما يقرب من 2 من عيار IgG النظامي الخاص بالمستضد أعلى من IMQ+ TLA و LIPO - IMQ. ظلت نسبة النمط المتساوي لـ nanoARC - IMQ +TLA تشير إلى حوالي 0.5، وهي نفس نسبة IMQ+TLA، وهي استجابة متحيزة لـ Th2 تتميز بزيادة واضحة في عيار الأجسام المضادة، دون آثار سلبية على انتشار الخلايا الليمفاوية الطحالية، مع تحريض محتمل لـ CD8 +LT بعد 10 أيام من الجرعة الأخيرة. بشكل عام، أظهر هذا النهج الأول أن الاستيعاب بوساطة SR - A1 بشكل كبير لـ nanoARC - IMQ المحملة بشكل كبير، أدى إلى تضخيم تأثير IMQ على TLR7 الذي يعبر عن الضامة، مما أدى إلى استجابة مناعية أكثر كثافة في الجسم الحيTranslated Description (French)
Les archéobactéries hyperhalophiles produisent exclusivement des archéolipides diéther sn2,3 diphytanylglycérol, des structures uniques absentes chez les bactéries et les eucaryotes. Les nanovésicules constituées d'archéolipides connus sous le nom de nanoarchéosomes (nanoARC) possèdent des bicouches très stables, certaines d'entre elles présentant une capacité de ciblage spécifique. Ici, nous émettons l'hypothèse que le nanoARC fabriqué à partir de bactéries archéologiques Halorubrum tebenquichense peut constituer des vecteurs efficaces pour l'imiquimod (IMQ), un agoniste de TLR7. NanoARC-IMQ tire parti de l'interaction intense entre IMQ et les bicouches d'archéolipides ramifiés très désordonnés et peu fluides, riches en analogue d'archéol de l'ester méthylique du phosphatidylglycérophosphate (PGP-Me), un ligand naturel du récepteur piégeur A1 (SR-A1). Cette approche manque d'étapes de fabrication complexes requises pour l'étiquetage des bicouches, permettant une caractérisation analytique future, la reproductibilité des lots et l'adaptation à une production à plus grande échelle. L'internalisation médiée par SR-A1 du matériau particulaire est principalement ciblée sur les macrophages et est étendue car elle n'est pas soumise à une rétroaction négative. Une administration intracellulaire massive et sélective d'IMQ peut concentrer son effet spécifiquement dans les endosomes, où le TLR7 est exprimé, amplifiant son immunogénicité, tout en réduisant sa biodisponibilité systémique, et donc ses effets indésirables in vivo. Les nanoARC-IMQ (vésicules oligolamellaires de 600-900 nm de diamètre et de potentiel Z ~ -43 mV) étaient fortement chargées en IMQ à ~44 µg IMQ/mg de phospholipides (~20 fois plus élevé que les liposomes de soja à ligand non-SR-A1 chargés en IMQ (LIPO-IMQ)). In vitro, le nanoARC-IMQ a induit une sécrétion plus élevée de TNF-α et d'IL-6 par les macrophages J774A1 par rapport à la même dose d'IMQ et à la même dose lipidique de LIPO-IMQ. In vivo, 3 doses sous-cutanées de nanoARC-IMQ + 10 g d'antigènes totaux de leishmania (tLa) à 50 g d'IMQ par souris Balb/C, ont induit une réponse DTH plus prononcée, accompagnée de titres d'IgG systémiques spécifiques de l'antigène près de 2 ordres plus élevés que IMQ+ tLa et LIPO-IMQ. Le rapport isotype de nanoARC-IMQ +TLA est resté à ~ 0,5 indiquant, comme IMQ+TLA, une réponse biaisée Th2 se distinguant par une augmentation prononcée des titres d'anticorps, sans effets négatifs sur la lymphoprolifération des splénocytes, avec une induction potentielle de CD8+LT 10 jours après la dernière dose. Dans l'ensemble, cette première approche a montré que l'internalisation hautement médiée par SR-A1 de nanoARC-IMQ fortement chargé, amplifiait l'effet de l'IMQ sur les macrophages exprimant TLR7, conduisant à une réponse immunitaire in vivo plus intenseTranslated Description (Spanish)
Las arqueobacterias hiperhalófilas producen exclusivamente arqueolípidos de diéter de difitanilglicerol sn2,3, estructuras únicas ausentes en bacterias y eucariotas. Las nanovesículas hechas de arqueolípidos conocidos como nanoarqueosomas (nanoARC) poseen bicapas altamente estables, algunas de las cuales muestran una capacidad de direccionamiento específica. Aquí planteamos la hipótesis de que nanoARC hecho de arqueobacterias Halorubrum tebenquichense, puede constituir portadores eficientes para el agonista de TLR7 imiquimod (IMQ). NanoARC-IMQ aprovecha la intensa interacción entre IMQ y las bicapas arqueolipídicas ramificadas altamente desordenadas y poco fluidas, ricas en análogo de arqueol del éster metílico del fosfatidilglicerofosfato (PGP-Me), un ligando natural del receptor depurador A1 (SR-A1). Este enfoque carece de los complejos pasos de fabricación necesarios para el etiquetado de bicapas, lo que permite la caracterización analítica futura, la reproducibilidad de lotes y la adaptación a una producción a mayor escala. La internalización de material particulado mediada por SR-A1 se dirige principalmente a los macrófagos y es extensa porque no está sujeta a una retroalimentación negativa. Una entrega intracelular masiva y selectiva de IMQ puede concentrar su efecto específicamente en los endosomas, donde se expresa el TLR7, aumentando su inmunogenicidad, al mismo tiempo que reduce su biodisponibilidad sistémica y, por lo tanto, sus efectos adversos in vivo. NanoARC-IMQ (vesículas oligolamelares de 600-900 nm de diámetro de ~ -43 mV de potencial Z) se cargaron fuertemente con IMQ a ~44 µg de IMQ/mg de fosfolípidos (~20 veces más que los liposomas de sojaPC sin ligando SR-A1 cargados con IMQ (LIPO-IMQ)). In vitro, nanoARC-IMQ indujo una mayor secreción de TNF-α e IL-6 por parte de los macrófagos J774A1 en comparación con la misma dosis de IMQ y la misma dosis de lípidos de LIPO-IMQ. In vivo, 3 dosis subcutáneas de nanoARC-IMQ + 10 g de antígenos totales de leishmania (TLA) a 50 g de IMQ por ratón Balb/C, indujeron una respuesta DTH más pronunciada, acompañada de casi 2 órdenes más de títulos de IgG sistémica específica de antígeno que IMQ+ TLA y LIPO-IMQ. La relación de isotipos de nanoARC-IMQ+ TLA permaneció ~0.5, lo que indica, al igual que IMQ+ TLA, una respuesta sesgada de Th2 que se distingue por un aumento pronunciado en los títulos de anticuerpos, sin efectos negativos sobre la linfoproliferación de esplenocitos, con una inducción potencial de CD8+LT 10 días después de la última dosis. En general, este primer enfoque mostró que la internalización altamente mediada por SR-A1 de nanoARC-IMQ muy cargado, magnificó el efecto de IMQ en los macrófagos que expresan TLR7, lo que condujo a una respuesta inmune in vivo más intensaFiles
pdf.pdf
Files
(3.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:af0e6339013fec4cafe9fdb96acd05ce
|
3.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- اجعل الأمر بسيطًا: (SR - A1+ TLR7) البلاعم المستهدفة NANOarchaeosomes
- Translated title (French)
- Simplifiez les choses : (SR-A1 +TLR7) NANOarchéosomes ciblés par les macrophages
- Translated title (Spanish)
- Simplifíquelo: (SR-A1+TLR7) NANOarqueosomas dirigidos a macrófagos
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2899631806
- DOI
- 10.3389/fbioe.2018.00163
References
- https://openalex.org/W1483780411
- https://openalex.org/W1485272564
- https://openalex.org/W1586921439
- https://openalex.org/W1688877699
- https://openalex.org/W1846953774
- https://openalex.org/W1853022482
- https://openalex.org/W1901889379
- https://openalex.org/W1921813710
- https://openalex.org/W1963612151
- https://openalex.org/W1980313944
- https://openalex.org/W1984915036
- https://openalex.org/W1989640125
- https://openalex.org/W1995821683
- https://openalex.org/W2001020866
- https://openalex.org/W2006117728
- https://openalex.org/W2008775297
- https://openalex.org/W2016445477
- https://openalex.org/W2021342630
- https://openalex.org/W2023206397
- https://openalex.org/W2037827983
- https://openalex.org/W2044010358
- https://openalex.org/W2045719043
- https://openalex.org/W2046859138
- https://openalex.org/W2049401036
- https://openalex.org/W2054678965
- https://openalex.org/W2059110732
- https://openalex.org/W2060933307
- https://openalex.org/W2074374263
- https://openalex.org/W2077211004
- https://openalex.org/W2082669319
- https://openalex.org/W2090928701
- https://openalex.org/W2091540059
- https://openalex.org/W2092143800
- https://openalex.org/W2092665065
- https://openalex.org/W2094901737
- https://openalex.org/W2096475036
- https://openalex.org/W2127622784
- https://openalex.org/W2130657029
- https://openalex.org/W2154458451
- https://openalex.org/W2156674388
- https://openalex.org/W2157257196
- https://openalex.org/W2157647207
- https://openalex.org/W2158955637
- https://openalex.org/W2160442039
- https://openalex.org/W2172003877
- https://openalex.org/W2188523298
- https://openalex.org/W2219152942
- https://openalex.org/W2229142897
- https://openalex.org/W2304532587
- https://openalex.org/W2402365618
- https://openalex.org/W2409326495
- https://openalex.org/W2478709221
- https://openalex.org/W2561978269
- https://openalex.org/W2609885834
- https://openalex.org/W2625114561
- https://openalex.org/W2752147403
- https://openalex.org/W2767716592
- https://openalex.org/W2789518147
- https://openalex.org/W295866172
- https://openalex.org/W40622382
- https://openalex.org/W4252663695
- https://openalex.org/W87082738