El objetivo es producir cantidades escalables de lineal cerrado covalentemente minivectors (LCC) de ADN usando un sistema simple y de alta eficiencia de un solo paso inducible por calor in vivo de ADN de producción MiniString. ministrings de ADN proporcionan una estrategia no viral seguro y eficaz para suministrar el ADN. Se combinan la seguridad de los vectores de LCC con la eficiencia de minicircles de ADN, y también ofrecen una alternativa más segura a los vectores derivados de virus sin comprometer la eficiencia de la transfección.
Para que un sistema de suministro de transgén para tener éxito, el vector de ADN debe entrar en la célula huésped diana y expresar el transgén (s) codificada. Hay varias barreras celulares que hay que superar en la práctica, en particular en los sistemas de mamíferos. Con el fin de evitar la degradación por nucleasas de suero y la detección inmune por el sistema retículo-endotelial, el vector de ADN debe ser bio- y compatible-inmune con sistema de destino. ADN sin protección es digerida rápidamente por las nucleasas de plasmay la membrana plásmido se compone de barreras de lipoproteínas densas por lo que el vector de ADN debe ser capaz de atravesar rápidamente la membrana plasmática de las células diana. Una vez en la célula, los vectores deben atravesar el citoplasma y pasar a través de la membrana nuclear para entrar en el núcleo para la expresión del transgen. técnicas de suministro de genes no virales se centran en la mejora de los tejidos y las células de metas. Sin embargo, el uso de plásmidos convencionales con estas técnicas reduce la eficacia de transfección debido a la presencia de secuencias bacterianas inmunogénicas, que silencia rápidamente la expresión génica 1,2. plásmidos convencionales suelen llevar los genes de resistencia a antibióticos para el mantenimiento en los sistemas procariotas. Sin embargo, éstos pueden producir efectos adversos potenciales en huéspedes humanos o conferir resistencia a la flora natural de acogida a través de los efectos de transferencia horizontal de genes. Plásmidos convencionales también contienen dinucleótido CpG motivos 2, que puede desencadenar una respuesta inmunoestimuladora no deseado, potencialmentela reducción o silenciamiento de la expresión del transgen.
A medida que se exclusivamente compuestos por el casete de expresión eucariota, minivectors ADN, tales como minicircles de ADN 3, son una mejor alternativa para la entrega de genes, ya que muestran una biodisponibilidad mejorada extracelular e intracelular y la mejora de la expresión de genes debido a su tamaño reducido y la ausencia de elementos procariotas inmunoestimulantes 4. Las tarifas de tamaño reducido vector mejor con respecto a la resistencia a las fuerzas de cizallamiento asociadas con la administración in vivo a un sitio diana 5. El mayor número de copias del vector por unidad de masa requiere menos reactivo de transfección, disminuyendo así la toxicidad. Sin embargo, en el caso de la integración vector aleatorio en un cromosoma huésped, circular cerrado covalentemente vectores (CCC), incluyendo tanto minicircles de ADN y plásmidos convencionales, impartir continuidad molecular y por lo tanto puede conducir a la mutagénesis de inserción, lo que puede tener consecuencias devastadoras 6. Comparativamente, la integración de un vector de ADN lineal interrumpe el cromosoma e inicia vías de muerte celular, eliminando de este modo la célula mutante de la población de células en proliferación y la prevención de la mutagénesis de inserción 7. La expresión de genes inmunológicamente definido (MIDGE) vectores minimalistas 8 y vectores micro-lineal 9 (MiLV) son vectores de ADN LCC desarrollados in vitro. Vectores MIDGE han mostrado hasta un expresión del transgen mejorado 17 veces in vivo en comparación con ADN de plásmido convencional vectores 11, y han demostrado resultados prometedores en la terapia génica de la vacuna 10 y el cáncer 8. Además, debido a la estructura libre de torsión de la minivector LCC, se requiere menos reactivo de transfección en comparación con la contraparte CCC superenrollado, reduciendo así la toxicidad 7.
Nuestros vectores de ADN LCC mejorados, ministrings de ADN, han demostrado eficacia de expresión superior y bioavailabilidad 7. Además, ministrings de ADN se producen en un sistema de un solo paso inducible por calor in vivo la producción, una alternativa conveniente y rentable de MIDGE y MiLV LCC vectores, que requieren varios pasos en vitro. El sistema de producción MiniString ADN que ser demostrada es un proceso inducible por calor sencillo realizado in vivo, lo que es tanto rentable y fácilmente escalable. Este sistema aprovecha la Yersinia enterocolitica bacteriófago PY54 derivado de Tel / PAL protelomerase sistema de recombinación 12 para separar el casete de expresión eucariota mínima por parte del esqueleto del plásmido procariota. Hemos diseñado Escherichia coli células (W3NN) para expresar Tel protelomerase bajo el control del promotor del bacteriófago λ-inducible por calor, cI [Ts] 857 13. Tras la expresión, Tel protelomerase actúa sobre sitios diana pal presentes dentro de "Super Sequence" (SS) sitios ubicados en el plásmido precursorpara dar productos de LCC, de los cuales el MiniString ADN puede entonces ser purificado (Figura 1). Los sitios de la SS en el plásmido precursor MiniString ADN también codifican sitios diana para otras recombinasas incluyendo la recombinasa Cre (LOX), TELN protelomerase (telRL) y Flp recombinasa (FRT), facilitando de este modo la producción de LCC isogénicas y minivectors CCC de un plásmido precursor. Además, cada sitio SS está flanqueado en ambos lados por secuencias de SV40 Enhancer (SV40E), que sirven para mejorar la translocación nuclear 14. Hemos demostrado en otro lugar que la adición sucesiva de SV40E confiere progresivamente los correspondientes incrementos en la eficiencia de la transfección 7. El plásmido precursor (pDNA MiniString o PDMS) contiene un polienlazador (Figura 1) para facilitar la inserción de cualquier gen deseado de interés en fusión transcripcional con el reportero fluorescente verde (GFP).
La tecnología de ADN pueden minivectorser utilizado en lugar de los métodos convencionales para la transferencia de genes, la expresión de genes informadores, y las evaluaciones hacia la eficacia de la expresión del transgen en los sistemas eucariotas. ministrings ADN combinan la biocompatibilidad y el aumento de los beneficios de la eficiencia de transfección de vectores "mini" con el perfil de seguridad superior de vectores de ADN lineales. Nuestra sólida plataforma de producción de un solo paso con rapidez y facilidad produce ministrings de ADN para cualquier aplicación de la transferencia de genes y ofrece un perfil de seguridad superior.