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Terapia génica y celular son herramientas poderosas que tienen el potencial para resolver los retos actuales en el tratamiento de las enfermedades cardiovasculares. A pesar de que estos dos enfoques actualmente se están probando en ensayos clínicos, que todavía no están listos para una amplia aplicación clínica 1. En particular, un enfoque común para hacer frente a los retos de la terapia génica y celular es el desarrollo de vectores de suministro de genes multifuncionales adecuados para la aplicación clínica. La falta de sistemas de administración de genes segura y eficiente es la preocupación principal de la terapia génica. Al mismo tiempo, la ingeniería genética de productos celulares antes del transplante podría superar los serios desafíos de la terapia celular, tales como la baja eficiencia (por ejemplo, en el campo cardiaco, solamente ~ 5% de mejoría funcional se logra post-trasplante de célula 1 ) y mala retención / injerto al sitio de la lesión (es decir, retención celular cae por debajo de 5 - 10% en cuestión de minutos a horas post-aplicación, independientemente de la vía de administración 2, 3, 4).
Hasta la fecha, los vectores virales son muy superiores a los sistemas no virales en términos de eficiencia, que ha resultado en su aplicación más amplia en los ensayos clínicos (~ 67%) 5. Sin embargo, los vehículos virales conllevan riesgos graves, tales como la inmunogenicidad (y la respuesta inflamatoria posterior, con complicaciones graves), oncogenicidad, y las limitaciones en el tamaño del material genético llevado a 6. Debido a estas preocupaciones de seguridad y los altos costes de la producción del vector viral, el uso de sistemas no virales es preferible en ciertos casos 7, 8. Es especialmente adecuado para los trastornos que requieren corrección genética transitoria, tales como la expresión de factores de crecimiento que controlan la angiogénesis (por ejemplo, para el tratamiento CVD) o la deliveria de las vacunas.
En nuestro grupo, un sistema de entrega se diseñó por combinación ramificado polietilenimina 25-kDa (PEI) y nanopartículas de óxido de hierro superparamagnéticas (MNP) unidas entre sí por la interacción biotina-estreptavidina 9. Este vector es una herramienta potencial para la ingeniería genética de las células, lo que permite su magnetización simultánea antes del trasplante. Este último proporciona una base para la orientación / retención magnética, que es particularmente prometedor hoy en día, como técnicas de segmentación magnéticas avanzadas están siendo desarrollados con éxito 10. Además, las células magnéticamente sensibles resultantes tienen el potencial de ser no invasiva monitoreado por resonancia magnética (MRI) o formación de imágenes de partículas magnéticas 11, 12.
En el caso del vector de PEI / MNP, poliamina asegura de condensación de ácido nucleico y por lo tanto la protección de factor de degradantes s, internalización vector en las células, y endosomal escapar 5. El MNPs complementar las propiedades de PEI, no sólo en términos de orientación magnética, sino también por la reducción de la conocida toxicidad PEI 7, 13, 14. Anteriormente, PEI / MNP propiedades vector se ajustaron en términos de eficiencia en la entrega (es decir, pDNA y los genes miARN) y la seguridad mediante el uso de fibroblastos y células madre mesenquimatosas humanas 15, 16.
En este manuscrito, un protocolo detallado sobre la aplicación de PEI / MNPs para la generación de células miARN-modificado se describe 17. Para este propósito, HUVECs se utilizan y representan un modelo establecido para la angiogénesis in vitro. Son difíciles de transfectar y son susceptibles a la influencia tóxica 18, 19,culo = "xref"> 20. Además, proporcionamos un algoritmo para evaluar dichas células in vitro, incluyendo su orientación, la comunicación intercelular, y la detección de MRI.