Microfluidic-based platform to mimic the in vivo peripheral administration of neurotropic nanoparticles.
OBJECTIVE
Propose a nanoparticle for neuron-targeted retrograde gene delivery and describe a microfluidic-based culture system to provide insight into vector performance and safety.


METHODS
Using compartmentalized neuron cultures we dissected nanoparticle bioactivity upon delivery taking advantage of (quantitative) bioimaging tools.


RESULTS
Targeted and nontargeted nanoparticles were internalized at axon terminals and retrogradely transported to cell bodies at similar average velocities but the former have shown an axonal flux 2.7-times superior to nontargeted nanoparticles, suggesting an improved cargo-transportation efficiency. The peripheral administration of nanoparticles to axon terminals is nontoxic as compared with their direct administration to the cell body or whole neuron.


CONCLUSIONS
A neuron-targeted nanoparticle system was put forward. Microfluidic-based neuron cultures are proposed as a powerful tool to investigate nanoparticle bio-performance.
INEB - Instituto de Engenharia Biomédica, Universidade do Porto, Rua Alfredo Allen, 208, 4200-135 Porto, Portugal.|i3S - Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Universidade do Porto, Rua Alfredo Allen, 208, 4200-135 Porto, Portugal.|Faculdade de Medicina da Universidade do Porto, Alameda Prof Hernâni Monteiro, 4200-319 Porto, Portugal.
Cátia Df
CD
Lopes
INEB - Instituto de Engenharia Biomédica, Universidade do Porto, Rua Alfredo Allen, 208, 4200-135 Porto, Portugal.|i3S - Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Universidade do Porto, Rua Alfredo Allen, 208, 4200-135 Porto, Portugal.|Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Rua Dr Roberto Frias, s/n 4200-465 Porto, Portugal.
Carla P
CP
Gomes
INEB - Instituto de Engenharia Biomédica, Universidade do Porto, Rua Alfredo Allen, 208, 4200-135 Porto, Portugal.|i3S - Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Universidade do Porto, Rua Alfredo Allen, 208, 4200-135 Porto, Portugal.|Faculdade de Medicina da Universidade do Porto, Alameda Prof Hernâni Monteiro, 4200-319 Porto, Portugal.
Estrela
E
Neto
i3S - Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Universidade do Porto, Rua Alfredo Allen, 208, 4200-135 Porto, Portugal.|Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, Rua Alfredo Allen, 208, 4200-135 Porto, Portugal.
Paula
P
Sampaio
INEB - Instituto de Engenharia Biomédica, Universidade do Porto, Rua Alfredo Allen, 208, 4200-135 Porto, Portugal.|i3S - Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Universidade do Porto, Rua Alfredo Allen, 208, 4200-135 Porto, Portugal.
Paulo
P
Aguiar
INEB - Instituto de Engenharia Biomédica, Universidade do Porto, Rua Alfredo Allen, 208, 4200-135 Porto, Portugal.|i3S - Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Universidade do Porto, Rua Alfredo Allen, 208, 4200-135 Porto, Portugal.|Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Rua Dr Roberto Frias, s/n 4200-465 Porto, Portugal.|Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar, Universidade do Porto, Rua de Jorge Viterbo Ferreira, 228, 4050-313 Porto, Portugal.
Ana P
AP
Pêgo
D000818:Animals; D001369:Axons / Q000378:metabolism; D002478:Cells, Cultured; D048271:Chitosan / Q000737:chemistry; D004622:Embryo, Mammalian / Q000166:cytology / Q000187:drug effects / Q000378:metabolism*; D018014:Gene Transfer Techniques; D015316:Genetic Therapy; D007143:Immunoglobulin Heavy Chains / Q000235:genetics*; D044085:Microfluidics / Q000379:methods*; D053758:Nanoparticles / Q000008:administration & dosage* / Q000737:chemistry; D009474:Neurons / Q000166:cytology / Q000187:drug effects / Q000378:metabolism*; D010957:Plasmids / Q000008:administration & dosage* / Q000235:genetics; D051381:Rats; D017208:Rats, Wistar
D007143:Immunoglobulin Heavy Chains; D048271:Chitosan
gene delivery; microfluidics; targeted nanoparticles