Gen Taşınımı için Katı Witepsol Nanopartiküllerinin Geliştirilmesi ve Değerlendirilmesi

Abstract

Amaç: Etkili bir geleneksel tedavinin uygulanamadığı hastalıkların tedavisinde gen tedavisi yaklaşımları, uygulanabilirliği nedeniyle tıp, ilaç ve biyoteknoloji endüstrilerinde giderek daha çekici hale gelmiştir. Katyonik katı lipid nanopartiküller (cSLN) kullanılarak viral olmayan uygulama, büyük nükleik asitlerin hedef hücrelerin içine alınması için faydalı olabilir. Etkin bir taşıyıcı sistem elde etmek için bileşenlerin ve miktarlarının dikkatli bir şekilde seçilmesi çok önemlidir. Bu çalışmada, katı Witepsol nanopartikülleri, gen taşınması amacıyla in vitro formüle edilmiş, karakterize edilmiş ve değerlendirilmiştir. Gereç ve Yöntemler: Katı Witepsol nanopartikülleri, iki farklı Witepsol ve üç yüzey aktif madde (Cremephor RH40, Kolliphor HS15 ve Peceol) kullanılarak mikroemülsiyon dilüsyon tekniği ile formüle edildi. Dimetildioktadesilamonyum bromür, sisteme katyonik bir lipid olarak dahil edildi. Bu bileşenlerin on iki kombinasyonu formüle edildi. Elde edilen nanopartiküller daha sonra partikül boyutu, zeta potansiyeli, DNA bağlanma ve koruma kabiliyeti, sitotoksisite ve transfeksiyon kabiliyeti açısından değerlendirildi. Bulgular: Hazırlanan katyonik cSLN partikül boyutları 13,43±0,06 ile 68,80±0,78 nm arasındaydı. DNA bağlanma etkinliği için önemli olan zeta potansiyelleri >+40 mV olarak belirlendi. Jel retardasyon testleri, elde edilen cSLN’lerin yeşil floresan proteini kodlayan plazmit DNA (pDNA) ile kompakt bir kompleks oluşturabildiğini ve bu kompleksin pDNA’yı DNaz-I aracılı bozunmadan koruyabildiğini ortaya koydu. Nanopartiküllerin sitotoksisite değerlendirmesi, L929 hücre hattında gerçekleştirildi. In vitro transfeksiyon verileri, katı Witepsol nanopartiküllerinin fibroblastları etkili bir şekilde transfekte edebildiğini ortaya çıkardı. Sonuç: Bu çalışma, mikroemülsiyon-dilüsyon tekniği ile hazırlanan katı witepsol nanopartiküllerin viral olmayan gen terapisi için umut verici sistemler olduğunu göstermektedir.

Özet

Objectives: Gene therapy approaches have become increasingly attractive in the medical, pharmaceutical, and biotechnological industries due to their applicability in the treatment of diseases with no effective conventional therapy. Non-viral delivery using cationic solid lipid nanoparticles (cSLNs) can be useful to introduce large nucleic acids to target cells. A careful selection of components and their amounts is critical to obtain a successful delivery system. In this study, solid Witepsol nanoparticles were formulated, characterized, and evaluated in vitro for gene delivery purposes. Materials and Methods: Solid Witepsol nanoparticles were formulated through the microemulsion dilution technique using two grades of Witepsol and three surfactants, namely Cremephor RH40, Kolliphor HS15, and Peceol. Dimethyldioctadecylammonium bromide was incorporated into the system as a cationic lipid. Twelve combinations of these ingredients were formulated. The obtained nanoparticles were then evaluated for particle size, zeta potential, DNA binding and protection ability, cytotoxicity, and transfection ability. Results: Particle sizes of the prepared cationic cSLNs were between 13.43±0.06 and 68.80±0.78 nm. Their zeta potential, which is important for DNA binding efficiency, was determined at >+40 mV. Gel retardation assays revealed that the obtained cSLNs can form a compact complex with plasmid DNA (pDNA) encoding green fluorescent protein and that this complex can protect pDNA from DNase I-mediated degradation. Cytotoxicity evaluation of nanoparticles was performed on the L929 cell line. In vitro transfection data revealed that solid Witepsol nanoparticles could effectively transfect fibroblasts. Conclusion: Our findings indicate that solid Witepsol nanoparticles prepared using the microemulsion dilution technique are promising non-viral delivery systems for gene therapy