In vitro studies on resealed erythrocyte ghosts as protein carriers

Summary

Resealed erythrocyte ghosts have been proposed as in vivo carriers for enzyme replacement therapy of inherited metabolic diseases. In comparative studies of methods for reversible hypotonic haemolysis of erythrocytes, a five-fold increased entrapment of human serum albumin was obtained by use of a dialysis procedure instead of direct dilution. The percentage incorporation of protein was also affected by varying mixing procedure, haematocrit, lysis, and resealing times but not by varying buffer composition or added protein concentrations over a wide range. Higher protein entrapment was observed with time-expired blood compared to fresh blood and this may be ascribed to increased osmotic fragility of the erythrocyte membrane in stored cells. Haemolysed and resealed ghosts prepared by any method used were smaller than normal erythrocytes as measured with a Coulter Counter and with a fluorescence-activated cell sorter, and protein entrapment reduced the ghost size further.

Zusammenfassung

Reversibel verschlossene Erythrozytenschatten (ghosts) sind als in-vivo-Trägersysteme für die Enzymsubstitution bei angeborenen Stoffwechselleiden vorgeschlagen worden. Ein Vergleich von Methoden zur reversiblen hypotonen Hämolyse zeigte, daß die fünffache Menge an Serumalbumin eingeschlossen werden konnte, wenn eine Dialysemethode anstelle der direkten Hämolyse angewandt wurde. Hämatokrit, Mischtechnik und Dauer der hypotonen und isotonen Phasen beeinflußten die Höhe des Proteineinschlusses. Der Prozentsatz der Inkorporation blieb jedoch konstant, wenn die Pufferzusammensetzung oder die extrazellulären Proteinkonzentrationen verändert wurden. Höher war der Proteinschluß, wenn Erythrozyten von Blutkonserven und nicht von frischem Blut verwandt wurden, was auf die verminderte osmotische Resistenz der konservierten Erythrozyten zurückzuführen sein dürfte. Das Volumen der Erythrozytenschatten war bei Messungen mit einem Coulter Counter sowie mit einem Gerät zur fluoreszenzaktivierten Zelltrennung (FACS) kleiner als das normaler Erythrozyten und noch kleiner, wenn Protein eingeschlossen war.