Innovative Vectors for Non-viral Gene Therapy using Detergent Dialysis Technique

Mahmoud, Gihan

Aufgrund diverser Probleme, die die Verwendung viraler Genvektoren hinsichtlich Effizienz und Sicherheit aufwirft, sind nicht-virale Genvektoren derzeit als wertvolle und vielversprechende Alternativen für die Entwicklung zukünftiger therapeutischer Applikationen einzustufen. Um von den Vorteilen nicht-viraler Genvektoren in vollem Umfang profitieren zu können, ist es jedoch notwendig, deren Transfektionseffizienz zu steigern. In den letzen Jahren waren kationische Transfektionsagens-Nukleinsäure-Komplexe Gegenstand intensiver Untersuchungen, die darauf abzielten, die die Transfektionseffizienz steuernden Parameter, zu verstehen. Vor allem das grundlegende Verständnis der hierfür relevanten Mechanismen, angefangen von der Bildung der Komplexe bis hin zu deren intrazellulärem Transportweg, schafft die Basis für die Entwicklung optimal angepasster nicht-viraler Genvektoren für gentherapeutische Anwendungen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung eines Dialyse-basierten Verfahrens zur Herstellung von Lipoplexen und Polyplexen, das bereits eingesetzt wurde, um nicht-virale Vektoren auf Lipidbasis für den Transport von Nukleinsäuren zu formulieren. Dieses Verfahren geht zurück auf Reimer et al. (1995), der gezeigt hatte, dass die Zugabe monovalenter kationischer Lipide zu Plasmid- DNA in Gegenwart nicht-ionischer Tenside zur Bildung hydrophober Komplexe führt. Diese Technik basiert auf der Interaktion kationischer Lipide und pDNA in Anwesenheit des nichtionischen Tensids n-Octyl-β-D-glucopyranosid (OGP). Während der Elimination des Tensids durch Dialyse bildet sich der Komplex aus kationischem Agens und pDNA. Es wird vorausgesetzt, dass das Entziehen des Tensids die Kondensation und Aggregation der DNA fördert. Möglicherweise wird dies durch die intramolekulare Interaktion der Acylketten erleichtert. Als treibende Kraft für die Assoziation von kationischen Lipiden mit DNA sind jedoch elektrostatische Kräfte anzusehen, auch wenn hydrophobe Interaktionen und Hydratationskräfte ihren Anteil zur strukturellen Neuorganisation von spontan gebildeten Lipid-pDNA-Komplexen beitragen. Es ist anzunehmen, dass die genaue Steuerung der DNA-Kondensationsreaktion ausschlaggebend für die Gewinnung geeigneter Lipidoder Polymer-basierter DNA-Partikel zur effizienten Transfektion von Zellen in vitro und in vivo ist.

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Mahmoud, Gihan: Innovative Vectors for Non-viral Gene Therapy using Detergent Dialysis Technique. 2010.

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