ساخت حامل ژني مبتني بر باكتريوفاژ M13 و ارزيابي توانايي آن در انتقال و بيان ترانسژن در رده سلولي يوكاريوتي AGS

Construction of a phage M13-based gene carrier and examination of its capacity for transgene delivery and expression in eukaryotic AGS cell line

چكيده مقدمه: نقايص مرتبط با عملكرد ناقل‌هاي ژني اعم از ناقل‌هاي ويروسي و غير ويروسي باعث شده است محققان براي دستيابي به ناقل يا ناقل‌هاي ژني ايده آل به تحقيقات خود ادامه دهند. فاژها به خاطر داشتن يكسري مزيت‌‌ها همچون حفاظت از ژن خارجي، عدم ايمني‌زايي و پايداري در شرايط مختلف، به عنوان گزينه اي مطلوب براي انتقال ژن مطرح شده اند. هدف از اين پژوهش، دستيابي به يك سازه فاژي و ارزيابي پتانسيل آن جهت انتقال ژن به سلول‌هاي يوكاريوتي بوده است. روش بررسي: با برش درون سلولي ناقل فاژي Lambda-Zap CMV XR كه داراي ژن GFP بوده است، سازه فاژميدي pCMV-Script Ex بدست آمد و پس از بسته‌بندي توسط فاژ كمكي، ذرات فاژي M13 GFP حاصل شدند. ذرات فاژي حاصل جهت آلوده‌سازي رده سلولي انساني AGS مورد استفاده قرار گرفتند. در نهايت به كمك روش‌هاي PCR و ميكروسكوپ فلورسانس ميزان ورود ذرات فاژي M13-GFP به رده سلولي انساني مورد ارزيابي قرار گرفت. يافته‌ها: بررسي سلول‌هاي تيمار شده با ميكروسكوپ فلورسانس نشان داد كه ذرات فاژي M13-GFP توانايي ورود و بيان ترانسژن در سلول‌هاي يوكاريوتي را دارند با اين وجود كارآيي انتقال بسيار ناچيز است. همچنين نتايج حاصل از PCR گوياي اين مطلب است كه ميزان ورود حامل ژني M13-GFP به رده سلول‌هاي يوكاريوتي وابسته به دوز مي‌باشد. نتيجه‌گيري: نتايج گوياي آن است كه فاژ M13 مي‌تواند به عنوان يك سيستم مناسب براي انتقال ژن به سلول‌هاي يوكاريوتي در نظر گرفته شود، چراكه تمايل ورود آنها به سلول‌هاي يوكاريوتي بسيار كم است و مي‌توان با اتصال و يا نمايش مولكول‌هاي هدفگيري بر سطح ذرات فاژي، ترانسژن را به شكل موثري به سلول هدف منتقل كرد. واژه‌هاي كليدي: ژن‌درماني، انتقال ژن، فاژ M13.

ABSTRACT Background andaim:Due to some drawbacks associated with gene delivery vehicles including viral and non-viral vectors, scientists have continued their efforts to find an ideal gene delivery vehicle. Bacteriophages have been proposed as an attractive alternative gene delivery vehicle in view oftheir advantages such as protection of transgene, lack of immunogenicity and stability in different conditions. This study has been conducted with the aim of obtaining a construct based on M13 phage and evaluating its capability for delivering transgene to eukaryotic cells. Material and Method:pCMV-Script EX phagemid was constructed by intracellular excision of Lambda Zap CMV XR vector bearing GFP gene. Packaging of the construct using helper phage resulted in M13-GFP phage particles which used for transfection of human AGS cell line. Finally internalization of the phage particles into the AGS cell line was evaluated by PCR and florescence microscopy. Results: Examination of the treated cells with florescence microscopy indicated that M13-GFP phage particles were able to internalize and express the transgene in eukaryotic cells, but the efficiency of this trasferwas very low. PCR analysis showedthat internalization ofthe M13 GFP gene vehicle to eukaryotic cells was dose dependent. Conclusion:Theresults indicated that M13 phage could be an appropriate gene delivery vehicle, becauseit had trivial tropism for eukaryotic cells. This means that after displaying or coupling of appropriate targeting molecules on the surface of phage particles, transgene caneffectively be delivered to the target cells. Key words: Gene therapy, Gene delivery, M13 phage.