Nanopartículas polimericas para la liberación de genes a células mesenquimales

Abstract

[Resumen] Las células madre mesenquimales (MSCs) tienen un gran potencial en medicina regenerativa y terapia génica gracias a su capacidad de autorrenovación y de diferenciarse hacia distintos linajes celulares. En la actualidad la polietilenimina (PEI), un polímero catiónico, es uno de los vectores no virales más empleados para la entrega de genes. Sin embargo, su eficiencia de transfección moderada y su citotoxicidad toxicidad inherente limitan su uso en aplicaciones clínicas. Para mejorar la capacidad de transfección de este vector se ha estudiado su modificación química con grupos funcionales. En este contexto, la funcionalización postpolimerización in situ permite evaluar múltiples funcionalizaciones en el propio medio biológico partiendo de un único polímero para identificar de forma rápida y directa la formulación óptima para el sistema de estudio. En el presente trabajo se estudió el nanocomplejo formado por el plásmido lacZ y PEI modificado con un aldehído guanidinio, 1-(4-formilfenil)guanidinio (T2), funcionalizado in situ con distintos equivalentes del aldehído hidrofóbico, octanal (T3A), en una línea celular inmortalizada de MSCs con el fin de encontrar la relación óptima entre ambas funcionalizaciones para la transfección. Los resultados obtenidos muestran como la formulación de PEIT2 funcionalizada in situ con 1,3 equivalentes de T3A logra mayores niveles de eficiencia de transfección y viabilidad celular que las formulaciones de PEI y PEIT2T3A conocidas.[Resumo] As células nai mesenquimais (MSCs) teñen un gran potencial en medicina rexenerativa e terapia xénica gracias á súa capacidade de autorrenovación e de diferenciarse hacia distintos linaxes celulares. Na actualidade a polietilenimina (PEI), un polímero catiónico, é un dos vectores non virais máis empregados para a entrega de xenes. Sin embargo, a súa eficiencia de transfección moderada e a súa toxicidade inherente limitan o seu uso en aplicación clínicas. Para mellorar a capacidade de transfección de este vector, estudouse a súa modificación química con grupos funcionáis. Neste contexto, a funcionalización postpolimerización in situ permite evaluar múltiples funcionalizacións no propio medio biolóxico partindo dun único polímero para identificar de forma rápida y directa a formulación óptima para o sistema de estudo. No presente traballo estudouse o nanocomplexo formado polo plásmido lacZ e PEI modificado cun aldehido guanidinio, 1-(4-formilfenil)guanidinio (T2), funcionalizado in situ con distintos equivalentes do aldehído hidrofóbico, octanal (T3A), nunha línea celular inmortalizada de MSCs co fin de encontrar a relación óptima entre ambas funcionalizacións para a trasnfección. Os resultados obtidos mostran como a formulación de 1,3 equivalentes de T3A logra maiores niveis de eficiencia de transfección e viabilidade celular que as formulaciones de PEI e PEIT2T3A coñecidas.[Abstract] Mesenchymal stem cells (MSCs) have great potential in regenerative medicine and gene therapy due to their self-renewal capacity and their capacity to differentiate towards different cellular lineages. Currently, polyethyleneimine (PEI), a cationic polymer, is one of the most widely used non-viral vectors for gene delivery. However, its moderate transfection efficiency and inherent toxicity limit its use in clinical applications. To improve the transfection capacity of this vector, its chemical modification with functional groups has been studied. In this context, in situ, postpolymerization functionalization allows the evaluation of multiple functionalizations in the biological medium itself starting from a single polymer to identify the optimal formulation for the system under study. In the present work, the nanocomplex formed by the plasmid lacZ and PEI modified with a guanidinium aldehyde, 1-(4-formylphenyl)guanidinium (T2), functionalized in situ with different equivalents of the hydrophobic aldehyde, octanal (T3A) was studied in an immortalized MSCs cell line in order to find the optimal ratio between both functionalizations for transfection. The results obtained show how the formulation of 1,3 equivalents of T3A achieve higher levels of transfection efficiency and cell viability than known PEI and PEIT2T3A formulations.