Комплексы для трансфекции клеток млекопитающих, позволяющие присоединять лиганды после образования наночастиц

Г.Г. Кривцов; Е.Б. Файзулоев; В.Д. Лотте; В.Ф. Лавров; А.С. Борисенко

Комплексы для трансфекции клеток млекопитающих, позволяющие присоединять лиганды после образования наночастиц

Г.Г. Кривцов¹, Е.Б. Файзулоев², В.Д. Лотте³, В.Ф. Лавров⁴, А.С. Борисенко⁵

научная статья Страницы: 47-53

¹ к.б.н., вед.научн. сотрудник, лаборатория генной терапии вирусных инфекций, ГУ НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова РАМН (Москва)
² к.б.н., зав. лабораторией молекулярной вирусологии, ГУ НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова РАМН
³ к.б.н., вед. научн. сотрудник, группа электронно-микроскопических исследований, ГУ НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова РАМН
⁴ д.м.н., проф., зав. лабораторией диагностики вирусных инфекций, ГУ НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова РАМН
⁵ к.б.н., зав. лаборатории генной терапии вирусных инфекций, ГУ НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова РАМН

Ключевые слова: трансфекция полиэтиленимин адресная доставка

Аннотация

Созданы молекулярные конструкции, позволяющие проводить эффективную трансфекцию клеток млекопитающих и ковалентно присоединять необходимые лиганды после образования компактизованных комплексов ДНК-поликатион. Синтезированы производные полиэтиленимина, содержащие ацил-гидразидные боковые группы - полиэтиленамин-полигидразид (ПЭИ-ПГ). Показано,что молекулы ПЭИ-ПГ образуют с плазмидной ДНК наночастицы, способные эффективно трансфицировать различные клетки млекопитающих in vitro. Установлено, что молекулы «модельного лиганда» - N-сукцинилированного ограниченно деполимеризованного хитозана, содержащие альдегидную группу, способны ковалентно присоединяться к наночастицам ДНК/ПЭИ-ПГ, при этом достигается эффективная трансфекция in vitro.

Для цитирования

Кривцов Г.Г., Файзулоев Е.Б., Лотте В.Д., Лавров В.Ф., Борисенко А.С. Комплексы для трансфекции клеток млекопитающих, позволяющие присоединять лиганды после образования наночастиц // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2010. № 7. С. 47–53.

Список источников

Диже Э.Б., Акифьев Б.Н., Миссюль Б.В., Орлов С.В., Кидготко О.В., Суконина В.Е., Денисенко А.Д., Перевозчиков А.П. Рецептор-опосредованный перенос комплексов ДНК-галактозилированный поли-L-лизин в клетки млекопитающих in vitro и in vivo // Биохимия. 2001. Т. 66. № 1. С. 71-79.
Кривцов Г.Г., Жданов Р.И. Адресная доставка функциональных генов в генотерапии с помощью углевод-содержащих векторов // Вопросы медицинской химии. Биомедицинская химия. 2000. T. 46. № 3. С. 246-55.
Патент № 2303064 (РФ).
Borchard G. Chitosans for gene delivery // Adv. Drug. Deliv. Rev. 2001. V. 52. № 2. P. 145 - 50. Review.
Boussif O., Lezoualc'h F., Zanta M.A., Mergny M.D., Scherman D., Demeneix B., Behr J.P. A versatile vector for gene and oligonucleotide transfer into cells in culture and in vivo: polyethylenimine // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1995. V. 92. № 16. P. 7297-301.
Chiu S.J., Ueno N.T., Lee R.J. Tumor-targeted gene delivery via anti-HER2 antibody (trastuzumab, Herceptin) conjugated polyethylenimine // J. Control. Release. 2004. V. 97. № 2. P. 357-69.
Erbacher P., Bettinger T., Brion E., Coll J.L., Plank C., Behr J.P., Remy J.S. Genuine DNA/polyethylenimine (PEI) complexes improve transfection properties and cell survival // J. Drug. Target. 2004. V. 12. № 4. Р. 223 - 36.
Fumoto S., Kawakami S., Ishizuka M., Nishikawa M., Yamashita F., Hashida M. Analysis of hepatic disposition of native and galactosylated polyethylenimine complexed with plasmid DNA in perfused rat liver. Drug. Metab. Pharmacokinet. 2003. V. 18. № 4. Р. 230-7.
Kim T.H., Park I.K., Nah J.W., Choi Y.J., Cho C.S. Galactosylated chitosan/DNA nanoparticles prepared using water-soluble chitosan as a gene carrier // Biomaterials. 2004. V. 25. № 17. Р. 3783 - 3792.
Kircheis R, Kichler A, Wallner G, Kursa M, Ogris M, Felzmann T, Buchberger M, Wagner E. Coupling of cell-binding ligands to polyethylenimine for targeted gene delivery // Gene Ther. 1997. №4 (5). Р. 409-18.
Kircheis R., Wightman L., Wagner E. Design and gene delivery activity of modified polyethylenimines // Adv. Drug. Deliv. Rev. 2001. V. 53. № 3. Р. 341-58. Review.
Merdan T., Callahan J., Petersen H., Kunath K., Bakowsky U., Kopeckova P., Kissel T., Kopecek J. Pegylated polyethylenimine-Fab' antibody fragment conjugates for targeted gene delivery to human ovarian carcinoma cells // Bioconjug. Chem. 2003. V. 14. № 5. Р. 989?996.
Muzzarelli R.A.A. Chitin. London: Pergamon Press. 1977. Р. 54-61
Muzzarelli R.A.A. Natural Chelating Polymers. London: Pergamon Press. 1973. Р. 34-48.
Putnam D., Gentry C. A., Pack D. W., and Langer R. Polymer-based gene delivery with low cytotoxicity by a unique balance of side-chain termini // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001. V. 98. № 3. Р. 1200-1205.
Pat. № 5312908 (США).
Schatzlein A.G. Targeting of Synthetic Gene Delivery Systems // J Biomed Biotechnol. 2003. №2. 149 - 158.
Pat. № 5665702 (США).
Zaric V., Weltin D., Erbacher P., Remy J.S., Behr J.P., Stephan D. Effective polyethylenimine-mediated gene transfer into human endothelial cells // J. Gene Med. 2004. V. 6. № 2. P. 176 - 84.
Zuber G., Zammut-Italiano L., Dauty E., Behr J.P. Targeted gene delivery to cancer cells: directed assembly of nanometric DNA particles coated with folic acid // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2003. V. 42. № 23. P. 2666 - 9.

[1] Диже Э.Б., Акифьев Б.Н., Миссюль Б.В., Орлов С.В., Кидготко О.В., Суконина В.Е., Денисенко А.Д., Перевозчиков А.П. Рецептор-опосредованный перенос комплексов ДНК-галактозилированный поли-L-лизин в клетки млекопитающих in vitro и in vivo // Биохимия. 2001. Т. 66. № 1. С. 71-79.

[2] Кривцов Г.Г., Жданов Р.И. Адресная доставка функциональных генов в генотерапии с помощью углевод-содержащих векторов // Вопросы медицинской химии. Биомедицинская химия. 2000. T. 46. № 3. С. 246-55.

[3] Патент № 2303064 (РФ).

[4] Borchard G. Chitosans for gene delivery // Adv. Drug. Deliv. Rev. 2001. V. 52. № 2. P. 145 - 50. Review.

[5] Boussif O., Lezoualc'h F., Zanta M.A., Mergny M.D., Scherman D., Demeneix B., Behr J.P. A versatile vector for gene and oligonucleotide transfer into cells in culture and in vivo: polyethylenimine // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1995. V. 92. № 16. P. 7297-301.

[6] Chiu S.J., Ueno N.T., Lee R.J. Tumor-targeted gene delivery via anti-HER2 antibody (trastuzumab, Herceptin) conjugated polyethylenimine // J. Control. Release. 2004. V. 97. № 2. P. 357-69.

[7] Erbacher P., Bettinger T., Brion E., Coll J.L., Plank C., Behr J.P., Remy J.S. Genuine DNA/polyethylenimine (PEI) complexes improve transfection properties and cell survival // J. Drug. Target. 2004. V. 12. № 4. Р. 223 - 36.

[8] Fumoto S., Kawakami S., Ishizuka M., Nishikawa M., Yamashita F., Hashida M. Analysis of hepatic disposition of native and galactosylated polyethylenimine complexed with plasmid DNA in perfused rat liver. Drug. Metab. Pharmacokinet. 2003. V. 18. № 4. Р. 230-7.

[9] Kim T.H., Park I.K., Nah J.W., Choi Y.J., Cho C.S. Galactosylated chitosan/DNA nanoparticles prepared using water-soluble chitosan as a gene carrier // Biomaterials. 2004. V. 25. № 17. Р. 3783 - 3792.

[10] Kircheis R, Kichler A, Wallner G, Kursa M, Ogris M, Felzmann T, Buchberger M, Wagner E. Coupling of cell-binding ligands to polyethylenimine for targeted gene delivery // Gene Ther. 1997. №4 (5). Р. 409-18.

[11] Kircheis R., Wightman L., Wagner E. Design and gene delivery activity of modified polyethylenimines // Adv. Drug. Deliv. Rev. 2001. V. 53. № 3. Р. 341-58. Review.

[12] Merdan T., Callahan J., Petersen H., Kunath K., Bakowsky U., Kopeckova P., Kissel T., Kopecek J. Pegylated polyethylenimine-Fab' antibody fragment conjugates for targeted gene delivery to human ovarian carcinoma cells // Bioconjug. Chem. 2003. V. 14. № 5. Р. 989?996.

[13] Muzzarelli R.A.A. Chitin. London: Pergamon Press. 1977. Р. 54-61

[14] Muzzarelli R.A.A. Natural Chelating Polymers. London: Pergamon Press. 1973. Р. 34-48.

[15] Putnam D., Gentry C. A., Pack D. W., and Langer R. Polymer-based gene delivery with low cytotoxicity by a unique balance of side-chain termini // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001. V. 98. № 3. Р. 1200-1205.

[16] Pat. № 5312908 (США).

[17] Schatzlein A.G. Targeting of Synthetic Gene Delivery Systems // J Biomed Biotechnol. 2003. №2. 149 - 158.

[18] Pat. № 5665702 (США).

[19] Zaric V., Weltin D., Erbacher P., Remy J.S., Behr J.P., Stephan D. Effective polyethylenimine-mediated gene transfer into human endothelial cells // J. Gene Med. 2004. V. 6. № 2. P. 176 - 84.

[20] Zuber G., Zammut-Italiano L., Dauty E., Behr J.P. Targeted gene delivery to cancer cells: directed assembly of nanometric DNA particles coated with folic acid // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2003. V. 42. № 23. P. 2666 - 9.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи