Układy samoorganizujące na bazie surfaktantów polimerycznych i formulacji lipidowych, charakterystyka oraz zastosowanie do tworzenia stabilnych kompleksów z kwasami nukleinowymi

Abstract

Terapia genowa to szczególna gałąź współczesnej medycyny, pozwalająca na leczenie chorób na poziomie genów, a kluczem do jej skuteczności jest opracowanie wydajnych i bezpiecznych nośników materiału genetycznego. Dobrym kandydatem na niewirusowy nośnik są kationowe surfaktanty trimeryczne, które ze względu na zwielokrotniony ładunek elektryczny i liczbę łańcuchów alkilowych, wykazują zdecydowanie lepsze właściwości od swoich monomerycznych odpowiedników. Potencjalną cytotoksyczność nośników na bazie surfaktantów trimerycznych można zredukować poprzez wprowadzenie do lipidów, które naturalnie występują w błonach biologicznych. Co więcej, dodatek lipidów może również poprawić wydajność transfekcji do komórek żywych. Głównym celem pracy było otrzymanie i charakterystyka systemów na bazie kationowych surfaktantów trimerycznych i formulacji lipidowych pod kątem ich potencjalnego zastosowania jako niewirusowych nośników do terapii genowej. W pracy badano układy na bazie surfaktantów trimerycznych (różniących się częścią polarną), formulacji lipidowych i DNA o różnej długości. Otrzymane wyniki potwierdziły potencjał aplikacyjny proponowanych systemów na bazie surfaktantów trimerycznych i formulacji lipidowych jako niewirusowych nośników, także pozwoliły wytypować najbardziej obiecujące układy do dalszych badań pod kątem ich zastosowania.

Gene therapy is a novel form of modern medicine that allows the treatment of diseases at the gene level. The key to its effectiveness lies in the development of efficient and safe carriers of genetic material. A promising candidates for a non-viral carriers are cationic trimeric surfactants, which, due to their multiplied electric charge and the number of alkyl chains, exhibit far better properties than their monomeric counterparts. A potential cytotoxicity of carriers based on trimeric surfactants can be reduced by adding lipids, which naturally occur in biological membranes. Moreover, the addition of lipids can also improve the efficiency of transfection efficiency into living cells The primary goal of this study was to obtain and characterize systems based on cationic trimeric surfactants and lipid formulations for their potential use as non-viral carriers in gene therapy. In this research, systems consisting of trimeric surfactants (differing in their polar parts), lipid formulations and DNA of various lengths were studied. The results confirmed the potential application of the proposed systems, based on trimeric surfactants and lipid formulations, as non-viral carriers. The study also identified the most promising systems for further investigation regarding their practical use.