Badania strukturalne i spektroskopowe kompleksów czwartorzędowych soli bis-imidazoliowych z lipidami i kwasami nukleinowymi
Loading...
Date
2016-02-04
Authors
Advisor
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
Structural and spectroscopic studies of complexes of bis-imidazolium quaternary salts with lipids and nucleic acids
Abstract
Systemy dostarczania leków muszą spełniać szereg wymogów, ale przede wszystkim muszą być bezpieczne (nietoksyczne) oraz skuteczne. Najprostszy system do transportu leków składa się z substancji leczniczej (cząsteczki leku, białka lub genu) zamkniętej w odpowiednio dobranym systemie dostarczania. W ramach niniejszej pracy przebadano układy bazujące na lipidach, surfaktantach oraz ich mieszaninach, jako nowe, obiecujące niewirusowe nośniki kwasów nukleinowych w terapii genowej.
Celem badań była analiza wpływu czterech surfaktantów gemini na zachowanie strukturalne i fazowe wodnych roztworów fosfolipidu (DPPC), a następnie określenie możliwości zastosowania tych układów jako wektorów w terapii genowej. Układy te scharakteryzowano za pomocą małokątowego rozpraszania promieniowania rentgenowskiego (SAXS), różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC), spektroskopii podczerwieni z transformatą Fouriera (FTIR). Spektroskopii dichroizmu kołowego, (CD), testów elektroforetycznych, a także przeprowadzono testy cytotoksyczności badanych surfaktantów.
Wyniki przeprowadzonych pomiarów pozwoliły ocenić związek między geometrią badanych surfaktantów dikationowych, a tworzonymi przez nie strukturami w układach dwu- i trój-składnikowych. Badania strukturalne wykazały, że surfaktanty destabilizują struktury lamelarne typowe dla DPPC i indukują formowanie innych faz strukturalnych. Badania kompleksowania kwasów nukleinowych wykazały, że najbardziej skuteczny jest surfaktant gemini z heksadecylowymi łańcuchami bocznymi oraz dłuższym - heksanowym łącznikiem.
To be considered for medical applications, drug delivery systems are required to be effective and nontoxic. Conventionally, such systems are composed of therapeutic substances (drug molecules, proteins, genes) encapsulated within a carrier. When dealing with genes, many macromolecules like viruses, polymers and lipids have already been tested as potential carriers but recently, a diverse group of mixtures of lipids and surfactants have appeared to be a promising type of carrier for nonviral gene delivery. The aim of this study was to analyse the influence of four gemini surfactantson the structure and phase behaviour of aqueous solutions of phospholipid (DPPC) and afterwards to determine the possibility of using these mixed systems as vehicles for gene therapy. These systems were characterised using small angle X-ray scattering (SAXS), differential scanning calorimetry (DSC) Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), circular dichroism spectroscopy (CD) and electrophoretic tests. At the end cytotoxicity test were conducted. The results of performed measurements have allowed us to assess the connection between the geometry of gemini surfactant and structures formed by two- and three-component systems. Moreover, the tested group of gemini surfactants with short acyl chain decrease the temperature of main phase transition whereas the gemini surfactants with long acyl chain increase it. Results of complexation of nucleic acids showed that the most effective gemini surfactant was surfactant with longer spacer and hexadecylo- side chains.
To be considered for medical applications, drug delivery systems are required to be effective and nontoxic. Conventionally, such systems are composed of therapeutic substances (drug molecules, proteins, genes) encapsulated within a carrier. When dealing with genes, many macromolecules like viruses, polymers and lipids have already been tested as potential carriers but recently, a diverse group of mixtures of lipids and surfactants have appeared to be a promising type of carrier for nonviral gene delivery. The aim of this study was to analyse the influence of four gemini surfactantson the structure and phase behaviour of aqueous solutions of phospholipid (DPPC) and afterwards to determine the possibility of using these mixed systems as vehicles for gene therapy. These systems were characterised using small angle X-ray scattering (SAXS), differential scanning calorimetry (DSC) Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), circular dichroism spectroscopy (CD) and electrophoretic tests. At the end cytotoxicity test were conducted. The results of performed measurements have allowed us to assess the connection between the geometry of gemini surfactant and structures formed by two- and three-component systems. Moreover, the tested group of gemini surfactants with short acyl chain decrease the temperature of main phase transition whereas the gemini surfactants with long acyl chain increase it. Results of complexation of nucleic acids showed that the most effective gemini surfactant was surfactant with longer spacer and hexadecylo- side chains.
Description
Wydział Fizyki
Sponsor
Niniejsza praca oraz prezentowane w niej badania zostały wykonane przy częściowym wsparciu finansowym
Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego – grant NN 204 135738
oraz
Narodowego Centrum Nauki – grant OPUS UMO-2011/01/B/ST5/00846
Keywords
surfaktanty gemini, gemini Surfactants, lipopleksy, lipoplexes, terapia genowa, gene therapy