Магнитофекция - Magnetofection

Магнитофекция простой и очень эффективный трансфекция метод, использующий магнитные поля для концентрации частиц, содержащих нуклеиновая кислота в целевые клетки.[1] Этот метод пытается объединить преимущества популярных биохимических (катионных липиды или полимеры) и физические (электропорация, генная пушка ) методы трансфекции в одной системе при исключении их неудобств (низкая эффективность, токсичность). Магнитофекция коммерциализируется OZ Biosciences и зарегистрирована как торговая марка.

Принцип

Принцип магнитофекции заключается в связывании нуклеиновых кислот с катионными магнитными наночастицами: эти молекулярные комплексы затем концентрируются и транспортируются в клетки, поддерживаемые соответствующим магнитным полем.[2] Таким образом, магнитная сила позволяет очень быстро концентрировать всю нанесенную векторную дозу на клетки, так что 100% клеток вступают в контакт со значительной векторной дозой.

Приложения

Магнитофекция адаптирована ко всем типам нуклеиновых кислот (ДНК, миРНК, дцРНК, шРНК, мРНК, ODN), системам невирусной трансфекции (реагенты трансфекции) и вирусам. Он был успешно протестирован на широком спектре клеточных линий, трудно трансфицируемых и первичных клетках.[1][3] Несколько оптимизированных и эффективных составов магнитных наночастиц были специально разработаны для нескольких типов приложений, таких как ДНК, siRNA и трансфекция первичных нейронов, а также для вирусных приложений.

Механизм

Магнитные наночастицы состоят из оксида железа, который является полностью биоразлагаемым, покрытым специфическими катионными патентованными молекулами, которые варьируются в зависимости от области применения. Их ассоциация с генными векторами (ДНК, миРНК, ODN, вирус и т. Д.) Достигается за счет индуцированной солью коллоидной агрегации и электростатического взаимодействия. Затем магнитные частицы концентрируются на клетках-мишенях под действием внешнего магнитного поля, создаваемого магнитами. Клеточное поглощение генетического материала осуществляется эндоцитоз и пиноцитоз, два естественных биологических процесса. Следовательно, архитектура и структура мембраны остаются неизменными, в отличие от других методов физической трансфекции, которые повреждают клеточную мембрану.

Затем нуклеиновые кислоты высвобождаются в цитоплазму с помощью различных механизмов в зависимости от используемого препарата: 1) эффект протонной губки, вызванный катионными полимерами, нанесенными на наночастицы, которые способствуют эндосома осмотическое набухание, нарушение мембраны эндосомы и внутриклеточное высвобождение формы ДНК, 2) представляет собой дестабилизацию эндосомы катионными липидами, нанесенными на частицы, которые высвобождают нуклеиновую кислоту в клетки путем переворота клеточно-отрицательных липидов и нейтрализации заряда и 3) это обычный механизм вирусной инфекции при использовании вируса. Магнитофекция работает для первичных клеток и трудно трансфицируемых клеток, которые не делятся или медленно делятся, а это означает, что генетический материал может попасть в ядро клетки без деление клеток. Связывание магнитных наночастиц с генными векторами любого типа приводит к резкому увеличению поглощения этих векторов и, следовательно, к высокой эффективности трансфекции.[нужна цитата ]

Биораспределение магнитных наночастиц

Биоразлагаемые катионные магнитные наночастицы не токсичны в рекомендуемых и даже более высоких дозах. Комплексы генных векторов / магнитных наночастиц попадают в клетки через 10-15 минут, что намного быстрее, чем любой другой метод трансфекции. Через 24, 48 или 72 часа большинство частиц локализуются в цитоплазме, в вакуолях (мембраны, окружающие структуру в клетки) и иногда в ядре.[нужна цитата ]

Рекомендации

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

  1. ^ а б Планка C, Зелфати О., Михайлык О. (2011). «Магнитно-усиленная доставка нуклеиновых кислот. Десять лет прогресса и перспектив магнитофекции». Adv. Препарат Делив. Rev. 63 (14–15): 1300–31. Дои:10.1016 / j.addr.2011.08.002. ЧВК  7103316. PMID  21893135.
  2. ^ Шерер Ф., Антон М, Шиллингер У. и др. (2002). «Магнитофекция: усиление и нацеливание доставки генов с помощью магнитной силы in vitro и in vivo». Джин Тер. 9 (2): 102–9. Дои:10.1038 / sj.gt.3301624. PMID  11857068.
  3. ^ Планка C, Антон М., Рудольф С., Розенекер Дж., Крётц Ф. (2003). «Усиление и нацеливание доставки нуклеиновой кислоты с помощью магнитной силы». Мнение эксперта по биологической терапии. 3 (5): 745–58. Дои:10.1517/14712598.3.5.745. PMID  12880375.

дальнейшее чтение