Diacetylenic lipids in the design of stable lipopolymers able to complex and protect plasmid DNA

Autores
Temprana, Carlos Facundo; Prieto, Maria Jimena; Igartúa, Daniela; Femia, Lis; Amor, M. Silvia; Alonso, Silvia del Valle
Año de publicación
2017
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Different viral and non-viral vectors have been designed to allow the delivery of nucleic acids in gene therapy. In general, non-viral vectors have been associated with increased safety for in vivo use; however, issues regarding their efficacy, toxicity and stability continue to drive further research. Thus, the aim of this study was to evaluate the potential use of the polymerizable diacetylenic lipid 1,2-bis(10,12-tricosadiynoyl)-sn-glycero-3-phosphocholine (DC8,9PC) as a strategy to formulate stable cationic lipopolymers in the delivery and protection of plasmid DNA. Cationic lipopolymers were prepared following two different methodologies by using DC8,9PC, 1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DMPC), and the cationic lipids (CL) 1,2-dioleoyl-3-trimethylammonium-propane (DOTAP), stearylamine (SA), and myristoylcholine chloride (MCL), in a molar ratio of 1:1:0.2 (DMPC:DC8,9PC:CL). The copolymerization methodology allowed obtaining cationic lipopolymers which were smaller in size than those obtained by the cationic addition methodology although both techniques presented high size stability over a 166-day incubation period at 4˚C. Cationic lipopolymers containing DOTAP or MCL were more efficient in complexing DNA than those containing SA. Moreover, lipopolymers containing DOTAP were found to form highly stable complexes with DNA, able to resist serum DNAses degradation. Furthermore, neither of the cationic lipopolymers (with or without DNA) induced red blood cell hemolysis, although metabolic activity determined on the L-929 and Vero cell lines was found to be dependent on the cell line, the formulation and the presence of DNA. The high stability and DNA protection capacity as well as the reduced toxicity determined for the cationic lipopolymer containing DOTAP highlight the potential advantage of using lipopolymers when designing novel nonviral carrier systems for use in in vivo gene therapy. Thus, this work represents the first steps toward developing a cationic lipopolymer-based gene delivery system using polymerizable and cationic lipids.
Fil: Temprana, Carlos Facundo. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Virologia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Biomembranas; Argentina
Fil: Prieto, Maria Jimena. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Biomembranas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de la Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; Argentina
Fil: Igartúa, Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de la Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Biomembranas; Argentina
Fil: Femia, Lis. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Biomembranas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina
Fil: Amor, M. Silvia. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Biomembranas; Argentina
Fil: Alonso, Silvia del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de la Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Biomembranas; Argentina
Materia
LIPOSOME
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Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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Cationic lipopolymers were prepared following two different methodologies by using DC8,9PC, 1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DMPC), and the cationic lipids (CL) 1,2-dioleoyl-3-trimethylammonium-propane (DOTAP), stearylamine (SA), and myristoylcholine chloride (MCL), in a molar ratio of 1:1:0.2 (DMPC:DC8,9PC:CL). The copolymerization methodology allowed obtaining cationic lipopolymers which were smaller in size than those obtained by the cationic addition methodology although both techniques presented high size stability over a 166-day incubation period at 4˚C. Cationic lipopolymers containing DOTAP or MCL were more efficient in complexing DNA than those containing SA. Moreover, lipopolymers containing DOTAP were found to form highly stable complexes with DNA, able to resist serum DNAses degradation. Furthermore, neither of the cationic lipopolymers (with or without DNA) induced red blood cell hemolysis, although metabolic activity determined on the L-929 and Vero cell lines was found to be dependent on the cell line, the formulation and the presence of DNA. The high stability and DNA protection capacity as well as the reduced toxicity determined for the cationic lipopolymer containing DOTAP highlight the potential advantage of using lipopolymers when designing novel nonviral carrier systems for use in in vivo gene therapy. Thus, this work represents the first steps toward developing a cationic lipopolymer-based gene delivery system using polymerizable and cationic lipids.Fil: Temprana, Carlos Facundo. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Virologia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Biomembranas; ArgentinaFil: Prieto, Maria Jimena. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Biomembranas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de la Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; ArgentinaFil: Igartúa, Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de la Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Biomembranas; ArgentinaFil: Femia, Lis. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Biomembranas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Amor, M. Silvia. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Biomembranas; ArgentinaFil: Alonso, Silvia del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de la Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Biomembranas; ArgentinaPublic Library of Science2017-10info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/41245Temprana, Carlos Facundo; Prieto, Maria Jimena; Igartúa, Daniela; Femia, Lis; Amor, M. 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Fil: Temprana, Carlos Facundo. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Virologia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Biomembranas; Argentina
Fil: Prieto, Maria Jimena. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Biomembranas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de la Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; Argentina
Fil: Igartúa, Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de la Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Biomembranas; Argentina
Fil: Femia, Lis. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Biomembranas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina
Fil: Amor, M. Silvia. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Biomembranas; Argentina
Fil: Alonso, Silvia del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de la Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Biomembranas; Argentina
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