Macrofagen zijn een soort aangeboren immuun cellen verdeeld in alle weefsels van het lichaam, zij het in verschillende hoeveelheden. Door overlegging van een verscheidenheid van cytokines en andere bemiddelaars, zij een kritische rol spelen in de verdediging van de gastheer tegen invasie microbiële ziekteverwekkers, weefselherstel na verwonding en bij het handhaven van de weefsel homeostase1. Macrofagen zijn vanwege hun belang, voortdurend het onderwerp van intensief onderzoek. Ondanks de prevalentie in genregulatie en functie studies, siRNA-gemedieerde gene zwijgen is echter minder kans om te slagen in macrofagen, omdat deze cellen — met name primaire macrofagen — zijn vaak moeilijk te transfect. Dit kan worden toegeschreven aan een relatief hoge mate van toxiciteit meest gevestigde transfectie benaderingen waarin het celmembraan chemisch is is gekoppeld (bijvoorbeeldmet polymeren en lipiden) of fysiek (bijvoorbeelddoor electroporation en Gene geweren) verstoord te laten siRNA moleculen Kruis het membraan, daardoor drastisch verminderen van2,3van de levensvatbaarheid van de macrofagen. Macrofagen zijn bovendien speciale fagocyten rijk aan afbraakroutes enzymen. Deze enzymen kunnen schade aan de integriteit van siRNA, verzwakken haar silencing efficiëntie zelfs als gen-specifieke siRNA is afgeleverd in de cel3,4. Daarom moet een effectieve macrofaag-gerichte siRNA delivery systeem ter bescherming van de integriteit en stabiliteit van siRNA tijdens levering4.
Het wordt steeds duidelijker dat disfunctionele macrofagen zijn betrokken bij het opzetten en de progressie van bepaalde gemeenschappelijke klinische stoornissen zoals auto-immune ziekten, kanker en atherosclerose. Om deze reden, modulerende macrofaag functie met, bijvoorbeeld, siRNA, is ontstaan als een aantrekkelijke methode voor de behandeling van deze stoornissen5,6,7. Hoewel veel vooruitgang is geboekt, is een grote uitdaging van siRNA gebaseerde behandeling strategie de specificiteit van de arme cel van systemisch toegediende siRNA en de onvoldoende siRNA ICT door macrofagen, die bijgevolg tot ongewenste bijwerkingen leiden. In vergelijking met gratis nucleïnezuur therapeutics die meestal geen optimale cel selectiviteit en leiden vaak tot uit-target bijwerkingen, drug-geladen nanodeeltjes (NPs), vanwege hun spontane neiging van worden gevangen door het reticuloendotheliaal systeem, kan worden ontworpen voor passieve targeting macrofagen in vivo, waardoor verbeterde therapeutische effectiviteit met minimale bijwerkingen8. Huidige NPs onderzocht voor de levering van molecules van RNA omvatten anorganische nanocarriers en verschillende liposomen polymeren9. Onder hen toont polyethyleneimine (PEI), een type van kationische polymeren staat bindend en nucleïnezuren condenserend in gestabiliseerde NPs, de hoogste RNA capaciteit9,10te leveren. PEI nucleïnezuren beschermt tegen aantasting van het enzymatische en nonenzymatic hun overdracht bemiddelt tussen de celmembranen en bevordert hun intracellulaire vrijlating. Hoewel aanvankelijk geïntroduceerd als een DNA levering reagens, PEI bleek later een aantrekkelijk platform voor in vivo siRNA levering, hetzij lokaal of systemisch9,10.
Superparamagnetische ijzeroxide nanodeeltjes (SPIONs) hebben aangetoond grote belofte in de medische biologie, vanwege hun magnetische eigenschappen, biocompatibiliteit, vergelijkbare grootte op biologisch belangrijke objecten, hoge oppervlakte-gebied-te-volumeverhouding, en gemakkelijk aan te passen oppervlak voor bioagent bijlage11. Bijvoorbeeld, vanwege hun potentiële nut als contrast agent en snelle opname door macrofagen, zijn SPIONs ontstaan als een favoriete klinische instrument om beeld weefsel macrofagen12. Terwijl de SPIONs zijn ook uitvoerig bestudeerd als nucleïnezuur levering voertuigen11,13,14,15, om onze kennis, bevat de literatuur weinig rapporten van SPIONs als een drager voor macrofaag-gerichte siRNA levering. Voor de levering van het gen door SPIONs, is hun oppervlak meestal bekleed met een laag van hydrofiel kationische polymeren waarop negatief geladen nucleic zuren kunnen worden via een elektrostatisch proces aangetrokken en vastgebonden. Hier presenteren we een methode voor de synthese van SPIONs waarvan oppervlak wordt gewijzigd met laag-moleculair-gewicht (10 kDa), vertakte PEI (PEI-SPIONs). Deze magnetische nanoplatforms zijn dan aangewend om te condenseren siRNA, vorming van PEI-SPION/siRNA complexen waarmee siRNA vervoer in de cel. We reden dat spontane fagocytose van SPIONs door de cellen van de reticuloendotheliaal systeem16, in combinatie met het sterke vermogen van bindende en PEI-SPIONs geschikt voor het efficiënte vervoer van siRNA in condenserend nucleic zuren door PEI, maakt macrofagen. De hier gepresenteerde gegevens ondersteunen de haalbaarheid PEI-SPION/siRNA-gemedieerde gene monddood maken in macrofagen in cultuur, alsmede in vivo.