РАЗРАБОТКА МОДУЛЬНОГО ПЕПТИДНОГО НОСИТЕЛЯ ДЛЯ НАПРАВЛЕННОЙ ДОСТАВКИ ГЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ В ОПУХОЛЕВЫЕ И СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ ЧЕЛОВЕКА

DOI: https://doi.org/None

М.С. Богачева, магистр биологии, А.А. Егорова, кандидат биологических наук, В.С. Баранов, доктор медицинских наук, член-корреспондент РАН, А.В. Киселев, кандидат биологических наук НИИ акушерства и гинекологии им. Д.О. Отта СЗО РАМН, Российская Федерация, 199034, Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д. 3 E-mail: [email protected]

Введение. Адресная доставка генных конструкций в клетки имеет принципиальное значение для развития генной терапии. Перспективной группой средств доставки генных конструкций являются синтетические носители на основе пептидов, которые обладают рядом преимуществ – таких, как биодеградируемость, легкость модификации структуры и аминокислотного состава. Цель исследования. Изучение пептидных носителей, модифицированных лигандом хемокинового рецептора CXCR4, как средств направленной доставки генных конструкций в клетки млекопитающих. Результаты. Разработана невирусная система доставки на основе модульных пептидных носителей, модифицированных лигандом рецептора CXCR4. Исследованы физико-химические свойства носителей, способность защищать ДНК от нуклеазной деградации, токсические и трансфекционные свойства комплексов ДНК/носитель, а также их способность трансфецировать мезенхимные стволовые клетки человека. Заключение. Показано, что исследуемые соединения способны образовывать комплексы с ДНК и защищать ее от эндонуклеаз, обладают низкой токсичностью для клеток и способны избирательно трансфецировать CXCR4+ клетки, в том числе мезенхимные стволовые клетки.
Ключевые слова: 
невирусная доставка ДНК, стволовые клетки, пептидные носители, плазмида
Для цитирования: 
Богачева М.С., Егорова А.А., Баранов В.С., Киселев А.В. РАЗРАБОТКА МОДУЛЬНОГО ПЕПТИДНОГО НОСИТЕЛЯ ДЛЯ НАПРАВЛЕННОЙ ДОСТАВКИ ГЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ В ОПУХОЛЕВЫЕ И СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ ЧЕЛОВЕКА. Молекулярная медицина, 2015; (3): -
Список литературы: 
  1. Pathak A., Patnaik S., Gupta K. Recent trends in non-viral vector-mediated gene delivery. Biotechnol. J. 2009; 4: 1559–72.
  2. Viola J.R., El-Andaloussi S., Oprea I., Smith E. Non-viral nanovectors for gene delivery: factors that govern successful therapeutics. Drug Deliv. 2010; 7 (6): 721–35.
  3. Киселев А.В., Ильина П.Л., Егорова А.А., Баранов А.Н., Гурьянов И.А., Баянова Н.В., Тарасенко И.И., Лесина Е.А., Власов Г.П., Баранов В.С. Изучение лизиновых дендримеров как векторов доставки генных конструкций в клетки эукариот. Генетика. 2007; 43 (4): 725–33. [Kiselev A.V., Il’ina P.L., Egorova A.A., Baranov A.N., Guryanov I.A., Bayanova N.V., Tarasenko I.I., Lesina E.A., Vlasov G.P., Baranov V.S. Lysine dendrimers as vectors for delivery of genetic constructs to eukaryotic cells. Russian J. of Genetics. 2007; 43 (6): 725–33 (in Russian)]
  4. Егорова А.А., Богачева М.С., Киселев А.В. Поли- и олигопептидные носители для доставки нуклеиновых кислот в клетки. Медицинская генетика. 2012; 11 (5): 3-14. [Egorova A.A., Bogacheva M.S., Kiselev A.V. Poly- and oligopeptide carriers for intracellular delivery of nucleic acids. Meditsinskaya genetika. 2012; 11 (5): 3–14 (in Russian)]
  5. Egorova A., Kiselev A., Hakli M., Urtti A., Baranov V., Ruponen M. Chemokine derived peptides as carriers for gene delivery to CXCR4 expressing cells. The J. of Gene Medicine. 2009; 11: 772–81.
  6. Liekens S., Schols D., Hatse S. CXCL12-CXCR4 Axis in Angiogenesis, Metastasis and Stem Cell Mobilization. Current Pharmaceutical Design. 2010; 16 (35): 3903–20.
  7. Peled A., Petit I., Kollet O., Magid M., Ponomaryov T., Byk T., Nagler A., Ben-Hur H., Many A., Shultz L., Lider O., Alon R., Zipori D., Lapidot T. Dependence of human stem cell engraftment and repopulation of NOD/SCID mice on CXCR4, Science. 1999; 283: 845–8.
  8. Le Bon B., Van Craynest N., Daoudi J.M., Di Giorgio C., Domb A.J., Vierling P. AMD3100 Conjugates as Components of Targeted Nonviral Gene Delivery Systems: Synthesis and in Vitro Transfection Efficiency of CXCR4-Expressing Cells. Bioconjugate Chem. 2004; 15: 413–23.
  9. Driessen W.H., Fujii N., Tamamura H., Sullivan S.M. Development of peptide-targeted lipoplexes to CXCR4-expressing rat glioma cells and rat proliferating endothelial cells. Mol Ther. 2008; 16 (3): 516–24.
  10. Li J., Zhu Y., Hazeldine S.T., Li C., Oupicky D. Dual-function CXCR4 antagonist polyplexes to deliver gene therapy and inhibit cancer cell invasion. Angew Chem Int Ed Engl. 2012; 51: 8740–3.
  11. Kiselev A., Egorova A., Baranov V., Laukkanen A., Urtti A. Characterization of reducible peptide oligomers as carriers for gene delivery. Int J. Pharm. 2013; 441: 736–47.
  12. Егорова А.А., Киселев А.В., Тарасенко И.И., Ильина П.Л., Панкова Г.А., Ильина И.Е., Баранов В.С., Власов Г.П. Гиперразветвленные полилизины, модифицированные гистидином и аргинином: оптимизация ДНК-компактизующих и эндосомолитических свойств. Биоорганическая химия. 2009; 35 (4): 483–92. [Egorova A.A., Kiselev A.V., Tarasenko I.I., Il’ina P.L., Pankova G.A., Il’ina I.E., Baranov V.S., Vlasov G.P. Hyperbranched polylysines modified with histidine and arginine: The optimization of their DNA compacting and endosomolytic properties. Russian Journal of Bioorganic Chemistry. 2009; 35 (4): 437–45 (in Russian)]
  13. Григорян А.С., Кругляков П.В., Таминкина Ю.А., Полынцев Д.Г., Ефимова О.А., Пендина А.А., Воскресенская А.В., Кузнецова Т.В. Изменения цитологических и кариологических характеристик мезенхимальных стволовых клеток человека при культивировании in vitro. Клеточные технологии в биологии и медицине. 2010; 3: 141–6. [Grigorian A.S., Kruglyakov P.V., Taminkina U.A., Polyntsev D.G., Efimova O.A., Pendina A.A., Voskresenskaya A.V., Kuznetsova T.V. Alterations of cytological and karyological profi le of human mesenchymal stem cells during in vitro culturing. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2010; 125–30 (in Russian)]
  14. Tsai L.-K., Leng Y., Wang Z., Leeds P., Chuang D.-M. The mood stabilizers valproic acid and lithium enhance mesenchymal stem cell migration via distinct mechanisms. Neuropsychopharmacology. 2010; 35: 2225–37.
  15. Гурьянов И.А., Власов Г.П., Лесина Е.А., Киселев А.В., Баранов В.С., Авдеева Е.В., Воробьев В.И. Катионные олигопептиды, модифицированные липофильными фрагментами: использование для доставки ДНК в клетку. Биоорганическая химия. 2005; 31 (1): 22–30. [Guryanov I.A., Vlasov G.P., Lesina E.A., Kiselev A.V., Baranov V.S., Avdeeva E.V., Vorob’ev V.I. Cationic oligopeptides modified with lipophilic fragments: use for DNA delivery to cells. Russian J. of Bioorganic Chemistry. 2005; 31 (1): 18–26 (in Russian)]
  16. Kunath K., Merdan T., Hegener O., Haberlein H., Kissel T. Integrin targeting using RGD-PEI conjugates for in vitro gene transfer. J. Gene Med. 2003; 5: 588–99.
  17. Wiethoff C.M., Smith J.G., Koe G.S., Middaugh C.R. The potential role of proteoglycans in cationic lipid DNA complexes with model glycosaminoglycans. J. Biol. Chem. 2001; 276: 32806–13.
  18. King W.J., Kouris N.A., Choi S., Ogle B.M., Murphy W.L. Environmental parameters influence non-viral transfection of human mesenchymal stem cells for tissue engineering applications. Cell Tissue Res. 2012; 347: 689–99.
  19. Kucia M., Reca R., Miekus K., Wanzeck J., Wojakowski W., Janowska-Wieczorek A., Ratajczak J., Ratajczak M.Z. Trafficking of Normal Stem Cells and Metastasis of Cancer Stem Cells Involve Similar Mechanisms: Pivotal Role of the SDF-1–CXCR4 Axis. Stem Cells. 2005; 23: 879–94.
  20. Баранов B.C., Вахарловский В.Г., Команцев В.Н., Глотов О.С., Глотов А.С., Киселев А.В. Первый клинический опыт лечения вальпроевой кислотой больных аутосомно-рецессивной спинальной мышечной атрофией. Медицинская генетика. 2005; 4 (3): 119–22. [Baranov V.S., Vakharlovsky V.G., Komantsev V.N., Glotov O.S., Glotov A.S., Kiselev A.V. Treatment of spinal muscular atrophy patients by valproic acid. First clinical experience. Meditsinskaya genetika. 2005; 4 (3): 119–22 (in Russian)]