L'objectif est de produire des quantités évolutives de linéaire fermé de façon covalente minivectors (LCC) d'ADN en utilisant un système in vivo de production de MiniString d'efficacité simple et haute en une seule étape chaleur inductible ADN. Ministrings d'ADN fournissent une stratégie non-virale sûre et efficace pour fournir l'ADN. Ils combinent la sécurité des vecteurs LCC avec l'efficacité de minicercles d'ADN, et offrent également une alternative plus sûre à des vecteurs dérivés de virus, sans compromettre l'efficacité de la transfection.
Pour un système de délivrance de transgène pour réussir, le vecteur d'ADN doit entrer dans la cellule hôte cible et d'exprimer le transgène (s) codé. Il existe plusieurs barrières cellulaires qui doivent être surmontés dans la pratique, en particulier dans les systèmes de mammifères. Afin d'éviter la dégradation par les nucleases sériques et de la détection par le système immunitaire réticulo-endothélial, le vecteur d'ADN doit être bio- et immuno-compatible avec le système cible. ADN Unprotected est rapidement digéré par les nucléases de plasmaet la membrane de plasmide est constitué de barrières de lipoprotéines denses, de sorte que le vecteur d'ADN doit être capable de traverser rapidement la membrane plasmique des cellules cibles. Une fois dans la cellule, les vecteurs doivent traverser le cytoplasme et passer à travers la membrane nucléaire pour pénétrer dans le noyau pour l'expression du transgène. Les techniques non-virales livraison de gènes se concentrent sur le renforcement de la cellule tissulaire et de ciblage. Cependant, l'utilisation de plasmides traditionnels avec ces techniques permet de réduire l' efficacité de transfection en raison de la présence de séquences bactériennes immunogènes, ce qui réduit au silence l' expression du gène rapidement 1,2. les plasmides classiques comportent généralement des gènes de résistance aux antibiotiques pour l'entretien dans les systèmes procaryotes. Cependant, ceux-ci peuvent produire des effets indésirables potentiels chez les hôtes humains ou conférer une résistance à la flore d'accueil d'origine naturelle par des effets de transfert de gène horizontal. Les plasmides classiques contiennent également des motifs dinucléotide CpG 2, ce qui peut déclencher une réponse immunostimulatrice non désirée, ce qui pourraitréduire ou faire taire l'expression du transgène.
Comme ils sont uniquement constitués de la cassette d'expression eucaryote, minivectors d'ADN, tels que minicercles d'ADN 3, sont une meilleure alternative pour la livraison de gènes car ils présentent une biodisponibilité améliorée extracellulaire et intracellulaire et l' amélioration de l' expression des gènes en raison de leur taille réduite et de l' absence d'éléments procaryotes immunostimulantes 4. Le vecteur tarifs de taille réduite par rapport à une meilleure résistance aux forces de cisaillement associées à l' administration in vivo à un site cible 5. Le nombre plus élevé de copies du vecteur par unité de masse nécessite moins un réactif de transfection, ce qui diminue la toxicité. Toutefois, en cas d'intégration du vecteur aléatoire dans un chromosome hôte, circulairement de manière covalente (CCC) des vecteurs, y compris les deux minicercles d'ADN et des plasmides classiques fermés, conférer une continuité moléculaire et peut donc conduire à la mutagenèse insertionnelle, ce qui peut avoir des conséquences dévastatrices 6. En comparaison, l' intégration d'un vecteur d'ADN linéaire perturbe le chromosome et déclenche les voies de la mort cellulaire, ce qui élimine la cellule mutante à partir de la population de cellules en prolifération et la prévention de la mutagenèse insertionnelle 7. Minimalistic expression du gène immunologiquement défini (MIDGE) vecteurs 8 et micro-linéaire des vecteurs 9 (MiLV) sont des vecteurs LCC ADN développés in vitro. Vecteurs de MIDGE ont montré jusqu'à une amélioration de l' expression du transgène de 17 fois in vivo par rapport à l' ADN plasmidique classique vecteurs 11, et ont démontré des résultats prometteurs dans le traitement vaccin 10 et le cancer 8 gène. En outre, en raison de la structure sans torsion du minivector LCC moins un réactif de transfection est nécessaire par rapport à la contrepartie CCC surenroulé, réduisant ainsi la toxicité 7.
Nos vecteurs d'ADN de LCC améliorés, Ministrings d'ADN, ont démontré l'efficacité et la bioavai d'expression supérieure7 labilité. En outre, Ministrings d'ADN sont produites sur un système in vivo de la production de chaleur inductible par une étape, une solution pratique et rentable à la cécidomyie et MiLV LCC vecteurs, qui nécessitent des étapes multiples in vitro. Le système de production de MiniString d'ADN à démontrer est un processus thermique inductible simple , réalisée in vivo, ce qui en fait à la fois rentable et facilement évolutive. Ce système exploite le bactériophage Yersinia enterocolitica PY54 dérivé Tél / pal protelomerase système de recombinaison 12 pour séparer la cassette d'expression eucaryote minimale du squelette de plasmide procaryote. Nous avons conçu Escherichia coli cellules (W3NN) pour exprimer Tel protelomerase sous le contrôle du bactériophage λ promoteur inductibles par la chaleur, cI [Ts] 857 13. Lors de l' expression, Tel protelomerase agit sur les sites actuels cibles de pal à l' intérieur " de Super Sequence" (SS) sites situés sur le plasmide précurseurpour donner des produits LCC, à partir duquel le MiniString d'ADN peut ensuite être purifié (figure 1). Les sites SS sur le plasmide précurseur de MiniString d'ADN codent également pour les sites cibles pour les autres recombinases , notamment la recombinase Cre (loxP), TELN protelomerase (telRL) et la recombinase FLP (FRT), ce qui facilite ainsi la production de LCC isogénique et minivectors CCC d'un plasmide précurseur. De plus, chaque site de SS est flanquée des deux côtés par SV40 (SV40e) des séquences qui servent à améliorer la 14 translocation nucléaire. Nous avons démontré ailleurs que l' addition successive de SV40e confère progressivement des augmentations correspondantes de l' efficacité de transfection 7. Le plasmide précurseur (ADNp MiniString ou PDMS) contient un polylieur (figure 1) pour faciliter l' insertion d'un gène d'intérêt souhaité en fusion transcriptionnelle avec le rapporteur fluorescente verte (GFP).
La technologie de l'ADN peut minivectorêtre utilisés à la place des procédés classiques pour le transfert de gènes, l'expression de gènes rapporteurs, et les évaluations vers l'efficacité de l'expression du transgène dans des systèmes eucaryotes. Ministrings d'ADN combinent la biocompatibilité et l'augmentation des gains d'efficacité de transfection de "mini" vecteurs avec le profil de sécurité supérieur de vecteurs d'ADN linéaires. Notre solide plate-forme de production en une seule étape rapide et facilement produit Ministrings d'ADN pour toute demande de transfert de gènes et offre un profil de sécurité supérieur.