Gentherapie moduleert specifieke genexpressie om te verkrijgen van een therapeutische resultaat. Tal van hulpmiddelen voor gene modulatie hebben ontdekt en bestudeerd, met inbegrip van RNA zuur interferentie (RNAi) met behulp van oligonucleotides (bijvoorbeeld korte Mengend RNA (siRNA)1,2, microRNA (miRNA)3,4 ), DNA plasmiden5,6, nucleasen (bijvoorbeeld zink vinger, TALENS)7,8, en9,10van de systemen van de CRISPR/Cas9. Terwijl van elk hulpprogramma werkingsmechanisme verschilt, moet alle hulpmiddelen van de cel cytoplasma of de celkern actief bereiken. Als zodanig, terwijl deze tools hebben bewezen voor het opwekken van aanzienlijke invloed bij het moduleren van genexpressie in vitro, lijdt in vivo werkzaamheid extracellulaire en intracellulaire belemmeringen. Wijten aan het feit dat de instrumenten van biologische oorsprong zijn, bestaan vele enzymen en goedkeuring systemen in ons lichaam die hebben de mogelijkheid om te degraderen of te verwijderen van de vreemde moleculen11. Zelfs in het geval lijden dat de extra de doelcel bereiken, zij aan endocytose; een modus van cellulaire opname die kapselt en de hulpprogramma's in de zure maag-achtige blaasjes die degraderen of royement van de hulpprogramma's uit de cel overlapt. In feite, hebben studies aangetoond dat lipide nanodeeltjes endocytosed via macropinocytosis worden, waaruit zijn ongeveer 70% van de siRNA exocytosed uit de cellen binnen de 24 uur van opname12,13. De meerderheid van de resterende siRNA zijn gedegradeerd door de lysosomale traject, en uiteindelijk slechts 1-2% van de siRNA die aanvankelijk de cel met de nanodeeltjes invoert bereiken endosomal ontsnappen naar potentieel ondergaan RNAi13,14 .
Onlangs hebben we de fusogenic poreus silicon nanodeeltjes (F-pSiNPs) die een siRNA-geladen kern bestaat uit poreus silicon nanodeeltjes en een fusogenic lipide shell15hebben ontwikkeld. De F-pSiNPs presenteren drie grote voordelen ten opzichte van andere conventionele oligonucleotide levering systemen: (1) een fusogenic lipide coating waardoor de deeltjes te omzeilen endocytose en de hele lading leveren rechtstreeks in het cytoplasma van de cel (tegenover de 1-2% bereikt door endocytosed deeltjes13,14) (Figuur 1); (2) hoge massa laden van siRNA in de pSiNPs (> 20 wt % vergeleken met 1-15 wt % door conventionele systemen)15, die snel degraderen in het cytoplasma (zodra de kern deeltjes werpen de lipide coating via fusogenic opname) tot het vrijgeven van siRNA; en (3) peptide vervoeging voor selectieve homing te richten gewenst celtypes in vivo.
De F-pSiNP systeem gebleken belangrijke gene werkzaamheid zwijgen (> 95% in vitro; > 80% in vivo) en latere therapeutisch effect in een fatale muismodel van S. aureus -pneumonie; de resultaten van die werden gepubliceerd eerder15. De complexe structuur van de F-pSiNP-systeem vereist echter delicate behandeling en verfijnd optimalisatie voor het genereren van homogeen en bestendig nanodeeltjes. Dus, is het doel van dit werk te presenteren een grondige protocol, evenals optimalisatie strategieën voor de synthese, functionalization en karakterisatie van F-pSiNPs moet worden gebruikt bij gerichte levering van siRNAs voor krachtige gene silencing effect.