Magnetofekce - Magnetofection

Magnetofekce je jednoduchý a vysoce efektivní transfekce metoda, která využívá magnetická pole ke koncentraci částic obsahujících nukleová kyselina do cílových buněk.[1] Tato metoda se pokouší sjednotit výhody populárních biochemických (kationtových lipidy nebo polymery) a fyzikální (elektroporace, genová zbraň ) metody transfekce v jednom systému při vyloučení jejich nepříjemností (nízká účinnost, toxicita). Magnetofection je komercializován OZ Biosciences a je registrován jako ochranná známka.

Zásada

Principem magnetofekce je asociace nukleových kyselin s kationtovými magnetickými nanočásticemi: tyto molekulární komplexy se poté koncentrují a transportují do buněk podporovaných vhodným magnetickým polem.[2] Tímto způsobem magnetická síla umožňuje velmi rychlou koncentraci celé aplikované dávky vektoru na buňky, takže 100% buněk se dostane do kontaktu s významnou dávkou vektoru.

Aplikace

Magnetofekce byla přizpůsobena všem typům nukleových kyselin (DNA, siRNA, dsRNA, shRNA, mRNA, ODN), nevirovým transfekčním systémům (transfekční činidla) a virům. Byl úspěšně testován na široké škále buněčných linií, těžko transfektovatelných a primárních buněk.[1][3] Několik optimalizovaných a účinných formulací magnetických nanočástic bylo speciálně vyvinuto pro několik typů aplikací, jako je DNA, siRNA a primární transfekce neuronů i pro virové aplikace.

Mechanismus

Magnetické nanočástice jsou vyrobeny z oxidu železa, který je plně biologicky odbouratelný, potažený specifickými kationtovými patentovanými molekulami, které se liší podle použití. Jejich asociace s genovými vektory (DNA, siRNA, ODN, virus atd.) Se dosahuje koloidní agregací vyvolanou solí a elektrostatickou interakcí. Magnetické částice se poté koncentrují na cílové buňky vlivem vnějšího magnetického pole generovaného magnety. Buněčného příjmu genetického materiálu je dosaženo pomocí endocytóza a pinocytóza, dva přirozené biologické procesy. V důsledku toho zůstává membránová architektura a struktura neporušená, na rozdíl od jiných metod fyzické transfekce, které poškozují buněčnou membránu.

Nukleové kyseliny se poté uvolňují do cytoplazmy různými mechanismy v závislosti na použité formulaci: 1) je účinek protonové houby způsobený kationtovými polymery potaženými na nanočásticích, které podporují endozom osmotické otoky, narušení endosomové membrány a intracelulární uvolňování formy DNA, 2) je destabilizace endosomu kationtovými lipidy potaženými na částicích, které uvolňují nukleovou kyselinu do buněk, pomocí klopného obvodu buněčných negativních lipidů a neutralizace náboje a 3) je obvyklý mechanismus virové infekce při použití viru. Magnetofekce funguje pro primární buňky a těžko transfekovatelné buňky, které se nedělí nebo se pomalu dělí, což znamená, že genetické materiály mohou buněčné jádro bez buněčné dělení. Spojení magnetických nanočástic s genovými vektory jakéhokoli druhu vede k dramatickému zvýšení absorpce těchto vektorů a následně k vysoké účinnosti transfekce.[Citace je zapotřebí ]

Biodistribuce magnetických nanočástic

Biologicky odbouratelné kationtové magnetické nanočástice nejsou toxické v doporučených dávkách a dokonce ani ve vyšších dávkách. Génové vektory / komplexy magnetických nanočástic jsou vidět v buňkách po 10–15 minutách, což je mnohem rychlejší než u jakékoli jiné metody transfekce. Po 24, 48 nebo 72 hodinách je většina částic lokalizována v cytoplazmě, ve vakuolách (membrány obklopují strukturu do buněk) a příležitostně v jádře.[Citace je zapotřebí ]

Reference

http://www.ozbiosciences.com/magnetofection.html

  1. ^ A b Plank C, Zelphati O, Mykhaylyk O (2011). „Magneticky vylepšené dodávání nukleových kyselin. Deset let pokroku a vyhlídek magnetofekce“. Adv. Droga. Rev. 63 (14–15): 1300–31. doi:10.1016 / j.addr.2011.08.002. PMC  7103316. PMID  21893135.
  2. ^ Scherer F, Anton M, Schillinger U a kol. (2002). „Magnetofekce: zesílení a cílené dodávání genů magnetickou silou in vitro a in vivo“. Gene Ther. 9 (2): 102–9. doi:10.1038 / sj.gt.3301624. PMID  11857068.
  3. ^ Plank C, Anton M, Rudolf C, Rosenecker J, Krötz F (2003). "Zvýšení a zaměření dodávky nukleových kyselin magnetickou silou". Znalecký posudek na biologickou terapii. 3 (5): 745–58. doi:10.1517/14712598.3.5.745. PMID  12880375.

Další čtení