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Enregistrement W4385187533 · doi:10.3389/fddev.2023.1227776

Impact of simulated brain interstitial fluid flow on the chemokine CXCL12 release from an alginate-based hydrogel in a new 3D in vitro model

2023· article· en· W4385187533 sur OpenAlexafffund
Wiam El Kheir, Anaïs Dumais, Bernard Marcos, Nick Virgilio, Benoît Paquette, Nathalie Faucheux, Marc-Antoine Lauzon

Notice bibliographique

RevueFrontiers in Drug Delivery · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueNanoparticle-Based Drug Delivery
Établissements canadiensPolytechnique MontréalCentre Hospitalier Universitaire de SherbrookeUniversité de Sherbrooke
Organismes subventionnairesFonds de recherche du Québec – Nature et technologiesCanada Research Coordinating Committee
Mots-clésSelf-healing hydrogelsDrug deliveryContext (archaeology)ChemokineInterstitial fluidIn vitroChemistryBiophysicsControlled releaseCell biologyMaterials scienceNanotechnologyBiologyReceptorMedicinePathologyBiochemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Introduction: Extensive investigation has been undertaken regarding drug delivery systems for the management of glioblastoma multiforme (GBM). The infiltrative behavior of GBM cells within the brain tissue is primarily attributed to their heterogeneity, the movement of interstitial fluid (IFF), and the presence of chemokines. These factors contribute to the limited effectiveness of current conventional treatments. To address the dissemination of GBM cells, a proposed therapeutic approach involves utilizing a controlled release gradient of CXC-chemokine-ligand-12 (CXCL12). However, the impact of IFF on GBM cell migration within the brain underscores its critical importance as a significant parameter, which, surprisingly, has not been extensively studied in the context of localized drug delivery targeting the brain. Methods: Hydrogels are known for their inherent capacity to entrap various agents and exert precise control over their subsequent release. In the present investigation, we aimed to elucidate the release kinetics of CXCL12, whether in its free form or encapsulated within nanoparticles, from alginate-based hydrogels, both under static and dynamic conditions. To investigate the impact of convective forces mimicking the interstitial fluid flow (IFF) within the peritumoral environment of the brain, a three-dimensional in vitro model was developed. This model enabled the evaluation of CXCL12 release as a function of time and position, specifically accounting for the contribution of simulated IFF on the release behavior. Results: We first demonstrated that the release kinetic profiles under static culture conditions were independent of the initial mass loading and the predominant phenomenon occurring was diffusion. Subsequently, we investigated the release of CXCL12, which was loaded into Alginate/Chitosan-Nanoparticles (Alg/Chit-NPs) and embedded within an alginate hydrogel matrix. Mathematical modeling results also indicated the presence of electrostatic interactions between alginate and CXCL12. The Alg/Chit-NPs effectively slowed down the initial burst release, leading to a reduction in the diffusion coefficient of CXCL12. To further study the release behavior, we developed a perfusion bioreactor with a unique culture chamber designed to recapitulate the peritumoral environment and varied the fluid flow rates at 0.5 µL/min, 3 µL/min, 6.5 µL/min, and 10 µL/min. As the flow rate increased, the cumulative amount of released CXCL12 also increased for all three initial mass loadings. Beyond 3 µL/min, convection became the dominant mechanism governing CXCL12 release, whereas below this threshold, diffusion played a more prominent role. Conclusion: The indirect perfusion flow had a crucial impact on CXCL12 release and distribution inside the hydrogel in and against its direction. This system highlights the importance of considering the IFF in brain targeting delivery system and will be used in the future to study GBM cell behaviors in response to CXCL12 gradient.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,009

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,012
Tête enseignante GPT0,249
Écart entre enseignants0,237 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations13
Publié2023
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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