انتقال ژن به سلول­هاي يوكاريوتي با واسطه نانو سامانه ليپوزومي شبه ويروسي

Gene transfer to eukaryotic cells by a virus-like liposomal nano-system

مقدمه: اين مطالعه با طراحي يك سامانه انتقالي بر مبناي فسفاتيديل‌كولين غشايي، يك مدل شبه ويروسي كاملاً ايمن و كارآمد براي انتقال ژن و توليد واكسنهاي DNA معرفي مي‌كند كه قابل استفاده در بسياري از حيطه‌هاي علوم پزشكي خواهد بود. مواد و روشها: به منظور ايجاد يك سامانه شبه سلولي در برگيرنده DNA، طي دو مرحله آبگيري و آب‌دهي پي‌در‌پي از ليپيدهاي DMPC و كلسترول، DNA پلاسميدي در يك ساختار بسته به خواهد افتاد. خصوصيات ساختار حاصل با بكارگيري الكتروفورز، اسپكتروسكوپي و پراكندگي ديناميك نور مورد بررسي قرارگرفت و پس از بهينه‌سازي خصوصيات ساختاري سامانه، جهت انتقال ژن نشانگر GFP به دودمان سلولي CHO مورد استفاده عملي قرار گرفت و خواص سمي آن بررسي گرديد. ميزان انتقال ژن توسط ميكروسكوپ فلورسانس مورد مطالعه قرار گرفت. يافته‌ها: سيستم ليپيدي طراحي شده با وجود خنثي بودن از نظر بار الكتريكي سطحي، قادر بود DNA را با درصد بسيار بالا (98%) در ساختار خود به دام بيندازد. اين وزيكولهاي ليپيدي شبه ويروسي علاوه بر توانايي انتقال ژن GFP به سلولهاي CHO، از پايداري بالايي برخوردار بوده و توانست مولكول DNA را براي مدتي بيشتر از 6 ماه همچنان در ساختار خود حفظ كند. نتيجه‌گيري: اگرچه امروزه ساختارهاي كاتيوني در كانون توجه توليد واكسنهاي DNA هستند، خواص سمي انكارناپذير اين تركيبات، استفاده از آنها را با چالش روبرو مي‌سازد. لذا نتايج اميدواركننده انتقال ژن توسط سامانه‌هاي خنثي، روزنه اميدي براي ادامه تحقيقات در اين حوزه خواهد بود. از آنجا كه ساخت چنين سامانه‌اي هزينه چنداني ندارد، اهميت به كارگيري چنين سامانه‌اي در همه‌گيريهاي رايج در مناطق محروم مي‌تواند بسيار مثمر ثمر باشد. كليد واژه‌ها: وزيكولهاي دولايه فسفوليپيدي، ليپوزوم خنثي، ويروس مصنوعي، واكسن DNA

Gene transfer to eukaryotic cells by a virus-like liposomal nano-system Background: This study introduces an efficient virus-like system for gene delivery and DNA vaccine production by designing a delivery system based on membrane phosphatidylcholine. This structure would be beneficial in different branches of medicine. Materials and Methods: In order to encapsulate plasmid DNA in a closed structure, we were able to construct a cell-like system encapsulating DNA employing two consequtive dehydration-rehydration processes. The characteristics of the obtained structure were investigated by electrophoresis, spectroscopy and dynamic light scattering (DLS). After optimization of the system, they were added to CHO cells to deliver GFP reporter gene, and then its toxicity was investigated. Their transfection efficiency was studied by using fluorescence microscopy. Results: Inspite of the fact thet the designed lipid bilayer system was neutral in terms of surface charges, it was able to encapsulate DNA with high efficiency (98%) even in the absence of cations. In addition, the resulted system was highly stable and also was able to keep the DNA molecule in its structure for more than 6 months. These virus-like lipid bilayer vesicles were able to transfect the reporter gene GFP to CHO cells. Conclusion: Although the cationic structures are very common in DNA vaccines production now, their cytotoxic properties limit their application. New results in terms of gene delivery by neutral structures would be promising in this field and production of the efficient and safe system against viral diseases. Since the construction of this system is cost benefit, it could be used for people in deprived areas.