Поиск Кабинет

Оценка биосовместимости и эффективности доставки плазмидной ДНК ген-активированными гидрогелями in vitro

Гены & Клетки: Том XIV, №2, 2019 год, стр.: 40-46

DOI: 10.23868/201906017

 

Авторы

И.Я. Бозо, А.А. Титова, М.Н. Журавлева, А.И. Билялов , М.О. Мавликеев, И.А. Яковлев, И.И. Еремин, А.А. Пулин, В.С. Комлев, Р.В. Деев

ДЛЯ ТОГО ЧТОБЫ СКАЧАТЬ СТАТЬЮ В ФОРМАТЕ PDF ВАМ НЕОБХОДИМО АВТОРИЗОВАТЬСЯ, ЛИБО ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ

Реферат

Инъекционные формы биоматериалов имеют значительные перспективы для развития малоинвазивных медицинских технологий в рамках регенеративной медицины. В данном исследовании была оценена возможность использования синтетических и натуральных гидрогелей, в том числе содержащих фосфаты кальция и гидроксиапатит, для доставки генных конструкций — молекул плазмидной ДНК, несущих ген (сосудистого эндотелиального фактора роста, зеленого флуоресцентного белка или люциферазы), в клетки invitro. Исследование по оценке поступления плазмидной ДНК в клетки выполняли на культуре эмбриональных фибробластов мыши линии 3Т3 с использованием флуоресцентных и люминисцентных методов. На культурах мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток охарактеризовывали биосовместимость гидрогелей.
Было установлено, что экстракты исследованных гидрогелей а не оказывали цитотоксических эффектов, однако при непосредственном контакте материалов, содержащих частицы фосфатов кальция и гидроксиапатит цитотоксическое влияние наблюдалось. Эффективность трансфекции в случае гидрогелей на основе коллагена и гиалуроновой кислоты, показавших оптимальную биосовместимость, без использования трансфицирующего агента оказалась низкой, а при его использовании — 24 и 31%, соответственно. Другие варианты гидрогелей доставку плазмидых ДНК не обеспечивали, возможно, в виду цитотоксических эффектов. Дальнейшие исследования invivoпозволят уточнить особенности доставки плазмидной ДНК гидрогелями, а также оценить эффективность ген-активированных гидрогелей в регенерации тканей опорно-двигательного аппарата.

Ключевые слова: ген-активированные гидрогели, плазмидная ДНК, биосовместимость, люцифераза.

 

Evaluation of biocompatibility and efficiency of plasmid DNA delivery by geneactivated hydrogels in vitro

Injectable forms of biomaterials have significant prospects for development of minimally invasive medical technologies in regenerative medicine. In this study, we evaluated the opportunities of using synthetic and natural hydrogels, including those containing calcium phosphates and hydroxyapatite, to deliver gene constructs, plasmid DNA molecules carrying some genes (encoding vascular endothelial growth factor, green fluorescent protein, or luciferase), to cells in vitro. The study of plasmid DNA delivery was performed in the line of mouse embryonic fibroblasts 3T3 using fluorescence and luminescent methods. Hydrogel biocompatibility was characterized in cultures of multipotent mesenchymal stromal cells.
We found that the extracts of investigated hydrogels did not exert cytotoxic effects, however, with direct contact of materials containing either calcium phosphate particles or hydroxyapatite, a cytotoxic effect was observed. In the case of hydrogels based on collagen and hyaluronic acid that showed optimal biocompatibility, the transfection efficiency turned out to be low without using of a transfection agent and when used, it was 24 and 31%, respectively.
Other variants of hydrogels did not provide plasmid DNA delivery, possibly due to cytotoxic effects. Further in vivo studies will clarify the features of plasmid DNA delivery with hydrogels, as well as evaluate the effectiveness of gene-activated hydrogels in tissue regeneration of the musculoskeletal system.

Keywords: gene-activated hydrogels, plasmid DNA, biocompatibility,
luciferase.

Подняться вверх сайта