Sistemas de transferencia de genes para la transfección efectiva de células madre mesenquimales

Abstract

[Resumen] La terapia celular con células madre mesenquimales (MSCs) se ha convertido en una herramienta de gran interés en diversas aplicaciones de medicina regenerativa debido a las numerosas propiedades de estas células, entre las que se incluyen, su capacidad de renovación y diferenciación. A su vez, la terapia génica de MSCs permite potenciar las propiedades de esta población celular, de modo que expresen el gen terapéutico de interés, con el fin de promover el proceso de regeneración tisular. Los transposones son un tipo de sistema de transferencia génica no viral con gran potencial en este tipo de terapias, debido a que combinan la capacidad de lograr una expresión génica estable característica de los vectores virales, con el uso de componentes no infecciosos más seguros. Estos sistemas se basan en la utilización de dos plásmidos, un plásmido donante (tranposón piggyBac) y un plásmido ayudante (transposasa) que mediante un mecanismo de “corta y pega” producen la integración del transposón en regiones específicas de la célula huésped. En el presente trabajo se estudió la eficiencia de transfección del transposón piggyBac en cultivos primarios de MSCs mediante la utilización de dos tipos de vectores no virales: Lipofectamina y TransIT2020. Los resultados obtenidos mostraron que la combinación 100/100 transposón/transposasa con el reactivo TransIT2020 llevó a los niveles más altos y sostenidos de expresión de la proteína verde fluorescente (GFP) en MSCs. Futuros estudios incluyendo la cuantificación de la expresión de GFP mediante medidas de fluorescencia y la selección de colonias de MSCs transfectadas de forma estable con el antibiótico G418, podrían ayudar a confirmar estas observaciones.

[Resumo] A terapia celular con células nai mesenquimais (MSCs) converteuse nunha ferramenta de grande interese en diversas aplicacións de medicina rexenerativa, debido ás múltiples propiedades destas células, entre as que se inclúen a súa capacidade de renovación e diferenciación. Á súa vez, a terapia xénica de MSCs permite mellorar as propiedades desta poboación celular, de xeito que expresen o xene terapéutico de interese, co fin de promover o proceso de rexeneración do tecido. Os transposóns son un tipo de sistema de transferencia xénica non viral cun gran potencial neste tipo de terapia, pois combinan a capacidade de obter unha expresión xénica estable característica dos vectores virais, co uso de compoñentes non infecciosos máis seguros. Estes sistemas están baseados na utilización de dous plásmidos, un plásmido doante (tranposón piggyBac) e un plásmido auxiliar (transposasa) que mediante un mecanismo "corte e pegado" producen a integración do transposón en rexións específicas da célula hóspede. No presente traballo, estudouse a eficiencia de transfección do transposón piggyBac nos cultivos primarios de MSC utilizando dous tipos de vectores non virais: Lipofectamina e TransIT2020. Os resultados obtidos mostraron que a combinación de transposón/ transposasa 100/100 co reactivo TransIT2020 levou aos niveis de expresión máis altos e sostidos da proteína fluorescente verde (GFP) en MSC. Futuros estudos incluíndo a cuantificación da expresión de GFP por medicións de fluorescencia e a selección de colonias de MSC transfectadas de forma estable con antibióticos G418, poderían axudar a confirmar estas observacións.

[Abstract] Cell therapy with mesenchymal stem cells (MSCs) has emerged as a tool of great interest in regenerative medicine, due to the multiple properties from these cells, including their capacity for renewal and differentiation. Likewise, gene therapy of MSCs allows to enhance the properties from this cell population, in order to express the therapeutic gene of interest promoting tissue regeneration process. Transposons are a type of non-viral gene transfer system with strong potential in this type of therapy, as it combines the ability to achieve stable levels of transgene expression characteristic from viral vectors, with the use of safe non-infectious components. These systems are based on the use of two plasmids, a donor plasmid (transposon piggyBac) and a helper plasmid (transposase) that by means of a "cut and paste" mechanism lead to the integration of the transposon in specific regions from the host cell. In the present work, the transfection efficiency of the piggyBac transposon in MSC primary cultures was studied using two types of non-viral vectors: Lipofectamine and TransIT2020. The results obtained showed that the 100/100 transposon/transposase combination with TransIT2020 reagent led to the highest and most sustained levels of green fluorescent protein (GFP) expression in MSCs. Further studies including the quantification of GFP expression by fluorescence measurements and the selection of MSC colonies stably transfected with G418 antibiotics, could help to confirm these observations.