Genes & CellsGenes & CellsГены и КлеткиGenes and Cells2313-18292500-2562Human Stem Cells Institute12157010.23868/gc121570ArticlesСтатьиGene transfer to mice organs using non-viral systems for targeted delivery with differenthydrophobicity and with lactose addressing groupДоставка генов в органы с помощьюневирусных систем направленного транспортас различной гидрофобностью и с лактознойадресной группойBogdanenkoE VБогданенкоЕ В

SRI of General Pathology and Pathophysiology of RAMS, Moscow

НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН, Москва

IbragimovaM YaИбрагимоваМ Я

Kazan (Volga region) federal university, Kazan

Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань

ZinnatullinaE TЗиннатуллинаЭ Т

Kazan (Volga region) federal university, Kazan

Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань

ShakirovaR IШакироваР И

Kazan (Volga region) federal university, Kazan

Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань

KhramovaA YХрамоваА Ю

Kazan (Volga region) federal university, Kazan

Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань

ZhdanovR IЖдановР И

SRI of General Pathology and Pathophysiology of RAMS, Moscow;Kazan (Volga region) federal university, Kazan;

Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань;Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань;

SRI of General Pathology and Pathophysiology of RAMS, MoscowНИИ общей патологии и патофизиологии РАМН, МоскваKazan (Volga region) federal university, KazanКазанский (Приволжский) федеральный университет, КазаньSRI of General Pathology and Pathophysiology of RAMS, MoscowКазанский (Приволжский) федеральный университет, Казань1509201273NO3 (2012)№3 (2012)293311012023Copyright ©; 2012, Eco-VectorCopyright ©; 2012, Эко-Вектор2012Eco-VectorЭко-Векторhttps://genescells.ru/2313-1829/article/view/121570

Biodistribution of lipoplexes formed of cholenim substances I-III, containing one, two or three cholesterol moieties, and eukaryotic 14С-DNA and(or) reporter gene into mice organs using a variety of administration routes (intraperitoneally, i.p.; portal vein or left renal artery) is studied in this paper. It is shown that biodistribution doesnt depend on lipoplex lipid composition under i.p. administration, and depends on lipid nature under vein and artery administration. Effective in vivo transfection and reporter gene expression are demonstrated under portal vein administration of lipoplex formed of dicholenim II and lactosylated lipid IV (1 to 1 mass ratio). In the case, the β-Gal gene expression (above 0,3 mcg / g of tissue) is demonstrated in lungs, liver and spleen histochemically and spectrophotometrically. Introduction of cholesterol moieties into oligoethylenimine structure results in optimal hydrophilicity/hydrophobicity ratio, their stabilization, and optimal value of critical constant of micelle formation. There are certain outlooks due to usage of the lipoplexes described for targeted gene delivery.

В работе исследовано биораспределение липоплексов, сформированных из веществ холеним I-III, содержащих один, два или три остатка холестерина, и эукариотической 14С-ДНК и(или) репортерных генов, в органах мышей в зависимости от трех способов введения комплексов (внутрибрюшинно, в воротную вену печени или почечную артерию). Показано, что при внутрибрюшинном введении биораспределение (между селезенкой и кишечником) не зависит от липидного состава липосом, а при внутривенном и артериальном может определяться природой липида. Достигнута также эффективная трансфекция in vivo и экспрессия репортерного гена при введении липоплекса на основе лактозолипида IV и препарата дихоленим (1:1 по массе) в воротную вену печени. Гистохимически и спектрофотометрически показана экспрессия этого гена (не ниже 0,3 мкг/г ткани) в легких, печени и селезенке. Введение холестеринового фрагмента в структуру олигоэтилениминов улучшает характеристики липоплексов: создает оптимальное соотношение гидрофобность/гидрофильность, стабилизирует их, обеспечивает оптимальное значение константы мицеллообразования. Описанные липоплексы перcпективны для направленной доставки генов в органы и ткани.

biodistribution of lipoplexescholenim substances I-IIIlactosylated lipid IVбиораспределение липоплексовхоленим I-IIIлактозолипид IVГорбунова В.Н., Баранов В.С. Введение в молекулярную диа- гностику и генотерапию наследственных заболеваний. СПб.: Специ- альная литература, 1997.Gene therapy. In: Emery and Rimoin's Principles and Practice of Medical Genetics. Vol. 2. Baltimore: Lippincott Williams & Wilkins; 2006.Северин Е.С., Жданов Р.И., редакторы. Специальные номера, посвященные проблемам генного переноса и генотерапии. Вопр. Биол. Мед. Фарм. Химии. 1999; 4.Арчаков А.И., Жданов Р.И., редакторы. Специальный номер, посвященный актуальным вопросам генного переноса и генной те- рапии. Вопр. Мед. Химии. 2000.Богданенко Е.В., Свиридов Ю.В., Московцев А.А. и др. Не- вирусный перенос генов in vivo в целях генной терапии. Вопр. Мед. Химии. 2000; 46(3): 226-45.Zhdanov R.I., Bogdanenko E.V., Moskovtsev A.A. et. al. Liposome-mediated gene delivery: dependence on lipid structure, glycolipid mediated targeting, and immunological properties. Methods in Enzymology (Academic): Liposomes, Part C: Gene transfer andtherapy (N. Duzgunesh, ed.). 2003; 373: 433-65.Прасолов В.С., Иванов Д.С. Ретровирусные векторы в генной терапии. Вопр. Мед. Химии. 2000; 46(3): 207-25.Wilson J.M. Lessons learned from the gene therapy trial for ornithine transcarbamylase deficiency. Mol. Gen. Metab. 2009; 96(4): 151-7.Салафутдинов И.И., Шафигуллина А.К., Ялвач M.Э. и др. Эффект одновременной экспрессии различных изоформ фактора роста эндотелия сосудов VEGF и основного фактора роста фибро- бластов FGF2 на пролиферацию эндотелиальных клеток пупочной вены человека HUVEC. Клеточная Трансплантология и Тканевая Ин- женерия 2010; 5(2): 62-7.Жданов Р.И., Агаджанян Н.А., редакторы. Избранные главы фундаментальной и восстановительной медицины, Казань: Изд-во Казанского федерального университета; 2012.Богданенко Е.В., Ибрагимова М.Я. Невирусный перенос ге- нов в экспериментальной генотерапии: учебное пособие. Казань: Изд-во Казанск. гос. ун-та; 2009.Zhdanov R.I., Arslan A., Sahin F. Targeting gene delivery in gene cell and stem cell therapy. IUBMB Life 2009; 61(3): 310-11.Жданов Р.И., Богданенко Е.В., Петров А.И. и др. Липоплек- сы на основе холестериновых производных олигоэтиленпропилени- минов в генном переносе in vitro и in vivo. Докл. Акад. наук. 2005; 401(4): 550-55.Богданенко Е.В., Жданов Р.И., Себякин Ю.Л. и др. Глико- липид с остатком лактозы - новый агент для адресной доставки ДНК в целях генной терапии. Докл. Акад. наук. 2005; 401(5): 687-91.Mozafari R., Zhdanov R.I. et al. Some protocols using liposomes, сhapter 9, in: Mozafari R., Mortazavi S.M. editors. Nanoliposomes: From Fundamentals to Recent Developments; 2004.Жданов Р.И., Богданенко Е.В., Ибрагимова М.Я. Методы невирусного переноса генов в целях генной терапии. Казань: Изд-во Казанск. гос. ун-та; 2009.Sviridov Yu.V., Zhdanov R.I. Podobed O. V. et al. Lac -Z gene transfer into L929 cels and [14C] DNA distribution following intraperitoneal administration of new pH-sensitive lipoplex in mice. Cytobios 2001; 106(Suppl. 1): 7-14.Lasic D. Liposomes in gene delivery. Boca Raton: CRC Press; 1997.Kozlov L.V., Zhdanov R.I., Guzova V.A. et al. Action of nonviral gene delivery vectors on human complement system: low anticomplementary activity on lipoplexes based on LacZ plasmid and phospholipid/oligocation liposomes. Cytobios 2001; 106(Suppl. 1): 67-74.Богданенко Е.В., Козлов Л.В., Жданов Р.И. Роль иммунной системы в биораспределении липоплексов in vivo. Mолекулярная медицина 2009; 7(1): 59-63.