Original title:
Optimalizace metod pro analýzu proteinů uvolněných z termocitlivého hydrogelu
Translated title:
Optimization of methods for protein analysis released from thermosensitive hydrogel
Authors:
Lysáková, Klára ; Brtníková, Jana (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor) Document type: Master’s theses
Year:
2019
Language:
eng Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická Abstract:
[eng][cze]
Předložená diplomová práce je zaměřena na metody hodnocení modelových proteinů (albuminu a lysozymu) a tkáňového léčivého proteinu (stabilního fibroblastového růstového faktoru 2; FGF2-stab) z „inteligentního“ hydrogelového nosiče na bázi biologicky odbouratelného termosenzitivního PLGA-PEG-PLGA triblokového kopolymeru. V teoretické části je zpracován stručný přehled termocitlivých polymerů, jejich vlastnosti, struktura a využití výše uvedených proteinů. Dále jsou zmíněny typy interakcí, které mohou nastat mezi proteiny a polymerními nosiči. V experimentální části byla struktura blokového PLGA-PEG-PLGA kopolymeru charakterizována gelovou permeační chromatografií a 1H NMR, zatímco jeho viskoelastické vlastnosti včetně sol-gel přechodu byly hodnoceny reologickou analýzou. Hlavním cílem práce bylo lepší pochopení uvolňování nově patentovaného FGF2-stab proteinu z injektovatelného PLGA-PEG-PLGA hydrogelu tvořícího při gel při fyziologické teplotě. Množství uvolněného FGF2-stab bylo měřeno UV-VIS spektrofotometrem v přítomnosti Bradfordova činidla, které se váže na proteiny, což vede k posunu jejich absorpčních maxim z 280 nm na 595nm. Pro srovnání byla použita SDS-page elektroforéza, dělící protein podle molekulové hmotnosti. Bylo zjištěno, že modelové proteiny, které byly různé velikosti, ale převážně nepolární povahy, vykazovaly dvoustupňové uvolňování, zatímco FGF2-stab (25 kg.mol-1) vykazoval z PLGA-PEG-PLGA hydrogelu řízené jednostupňové uvolňování, které probíhalo pouhou difúzí, jelikož se jedná převážně o polární molekulu, která se nachází pravděpodobně na povrchu micel, a ne v jejich jádru. Tyto výsledky jsou velmi důležité pro vyladění uvolňování proteinů z hydrogelových nosičů tak, aby vyhovovaly určité aplikaci, v tomto případě řízené regeneraci tkání.
Proposed diploma thesis is focused on the release evaluation methods of both model proteins (albumin and lysozyme) and tissue healing protein (stable fibroblast growth factor 2; FGF2-stab) from the “smart” hydrogel carrier based on the biodegradable thermosensitive PLGA-PEG-PLGA triblock copolymer. In the theoretical part, a brief overview of thermosensitive polymers, their properties, structure and utilization of aforementioned proteins is described. Moreover, types of interactions that may occur between proteins and the polymeric carrier including drug release models are mentioned. In the experimental part, the structure of PLGA-PEG-PLGA triblock copolymer was characterized by the gel permeation chromatography and 1H NMR while its visco-elastic properties including sol-gel transition were evaluated by the rheological analysis. Thesis goal was targeted to better understand the release of newly-patented FGF2-stab protein from injectable PLGA-PEG-PLGA hydrogel formed at physiological temperature. The amount of released FGF2-stab was measured by the UV-VIS spectrophotometer in the presence of a Bradford reagent that binds proteins resulting in shifting their absorption maxima from 280 nm to 595 nm. For the comparison, SDS-page electrophoresis, dividing protein by molecular weight, has been used. It has been find out, that model proteins, which were in different size but predominantly non-polar on their surface exhibited two-stage release dependent on both the diffusion and polymer degradation, whereas, FGF2-stab (25 kg.mol-1) showed controlled one-stage first-order release from the PLGA-PEG-PLGA hydrogel forced only by diffusion, since it is predominantly a polar molecule located probably at the hydrogel micelle surface and not in their core. These results are very important to tune the protein release from hydrogel carriers to meet their certain application, in this case specifically in controlled tissue regeneration.
Keywords:
Albumin; Lysozym; Nosiče pro dodávání léčiv; PLGA-PEG-PLGA kopolymer; stabilní fibroblastový růstový faktor 2 (FGF2-stab); uvolňování proteinů; Albumin; Drug delivery carriers; Lysozyme; PLGA-PEG-PLGA copolymer; protein release; stable Fibroblast growth factor 2
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/204443
guest ::
