O objetivo é produzir quantidades escaláveis de linear covalentemente fechada minivectors (LCC) de ADN usando uma uma etapa in vivo DNA sistema de produção ministring induzida pelo calor da eficiência simples e alta. ministrings ADN fornecer uma estratégia não virai seguro e eficaz para entregar ADN. Elas combinam a segurança dos vectores LCC com a eficiência de minicirculos de ADN, e também oferecer uma alternativa mais segura para os vectores derivados de vírus sem comprometer a eficiência da transfecção.
Para que um sistema de fornecimento de transgene a ser bem sucedida, o vector de ADN deve entrar na célula hospedeira alvo e expressam o transgene (s) codificados. Existem várias barreiras celulares que precisam de ser ultrapassados na prática, particularmente em sistemas de mamíferos. A fim de evitar a degradação pelas nucleases do soro e detecção imunológica pelo sistema reticulo-endotelial, o vector de ADN devem ser bio- e imuno-compatível com o sistema de destino. DNA desprotegido é rapidamente digerido por nucleases de plasmae a membrana de plasmídeo é composto de barreiras de lipoproteínas densos de modo que o vector de ADN deve ser capaz de atravessar rapidamente a membrana plasmática das células alvo. Uma vez na célula, os vectores têm de atravessar o citoplasma e passar através da membrana nuclear para o núcleo para introduzir a expressão do transgene. técnicas de entrega de genes não virais concentrar no reforço da Tecido e célula-alvo. No entanto, a utilização de plasmídeos com estas técnicas convencionais reduz a eficiência da transfecção, devido à presença de sequências bacterianas imunogénicas, que silencia a expressão do gene rapidamente 1,2. plasmídeos convencionais normalmente carregam genes de resistência a antibióticos para manutenção em sistemas procariotas. No entanto, estes podem produzir efeitos adversos potenciais em hospedeiros humanos, a conferir resistência à ocorrência natural flora hospedeiras através de efeitos transferência horizontal de genes. Plasmídeos convencionais também contêm motivos dinucleótido CpG 2, o que pode desencadear uma resposta imunoestimuladora não desejada, potencialmentereduzir ou silenciar a expressão do transgene.
Como eles são unicamente composta de a cassete de expressão eucariótica, minivectors ADN, tais como minicirculos de ADN 3, são a melhor alternativa para a entrega de genes que exibam uma biodisponibilidade melhorada extracelular e intracelular e expressão melhorada do gene devido ao seu tamanho reduzido e ausência de elementos procarióticas imunoestimuladores 4. As tarifas reduzidas tamanhos vector melhores no que diz respeito a resistência a forças de corte associadas com a administração in vivo a um local alvo 5. O maior número de cópias do vector por unidade de massa requer menos reagente de transfecção, diminuindo assim a toxicidade. No entanto, no caso de vector de integração aleatória num cromossoma do hospedeiro, circular covalentemente fechada (CCC) vectores, incluindo ambos os minicirculos de DNA e plasmídeos convencionais, conferir continuidade molecular e, por conseguinte, pode levar à mutagénese de inserção, que pode ter consequências devastadoras 6. Comparativamente, a integração de um vector de DNA linear interrompe o cromossoma e inicia percursos de morte celular, removendo assim a célula mutante a partir da população de células a proliferar e prevenção mutagénese de inserção 7. Vetores minimalistas expressão de genes imunologicamente definido (MIDGE) 8 e vetores micro-linear 9 (MiLV) são vectores de DNA LCC desenvolvidos in vitro. Vetores Midge exibiram até 17 vezes melhorada expressão do transgene in vivo em comparação com DNA plasmídeo convencional vetores 11, e têm demonstrado resultados promissores em terapia genética vacina 10 e câncer 8. Além disso, devido à estrutura livre de torção da minivector LCC, menos reagente de transfecção é necessário, em comparação com o homólogo CCC super-enrolado, reduzindo assim a toxicidade 7.
Nossos vectores de DNA LCC avançados, ministrings DNA, demonstraram a eficiência expressão superior e bioavailabilidade 7. Além disso, ministrings de DNA são produzidos em um sistema de produção in vivo induzida pelo calor de um passo, uma alternativa conveniente e de baixo custo aos vectores MIDGE e MiLV LCC, que requerem etapas múltiplas in vitro. O sistema de produção ministring DNA a ser demonstrado é um processo termo-inducible simples realizado in vivo, tornando-a eficaz e facilmente escalável. Este sistema explora a Yersinia enterocolitica bacteriófago derivada-PY54 Tel / PAL protelomerase sistema de recombinação 12 para separar a cassete de expressão eucariótica mínima a partir da estrutura do plasmideo procariótica. Temos engenharia Escherichia coli (W3NN) para expressar Tel protelomerase sob o controle do promotor do bacteriófago λ induzida pelo calor, cl [TS] 857 13. Após expressão, Tel protelomerase age em locais-alvo pal presente dentro de "Super Sequence" (SS) sítios localizados no plasmídeo precursorpara produzir produtos LCC, a partir do qual o ministring ADN pode então ser purificado (Figura 1). Os locais de SS no plasmídeo de ADN ministring precursor também codificam locais alvo para outras recombinases incluindo a recombinase Cre (LOX), TELN protelomerase (telRL) e Flp recombinase (FRT), facilitando assim a produção de LCC isogénico e minivectors CCC a partir de um plasmídeo precursor. Além disso, cada sítio SS é flanqueado em ambos os lados por sequências de SV40 (SV40e), que servem para melhorar a translocação nuclear 14. Nós demonstramos noutro local que a adição sucessiva de SV40e confere progressivamente aumentos correspondentes na eficiência de transfecção 7. O plasmídeo precursor (pADN MiniString ou PDMS) contém um poli-ligante (Figura 1) para facilitar a inserção de qualquer gene desejado de interesse em fusão transcricional com o repórter fluorescente verde (GFP).
A tecnologia de DNA minivector podeser utilizado em vez de métodos convencionais para a transferência de genes, a expressão de genes repórter, e as avaliações para a eficiência de expressão do transgene em sistemas eucarióticos. ministrings ADN combinar a biocompatibilidade e benefícios aumentados eficiência de transfecção de "mini" vectores com o perfil de segurança superior de vectores de ADN lineares. Nossa plataforma robusta de produção de uma etapa rápida e facilmente produz ministrings de DNA para qualquer aplicação de transferência de genes e oferece um perfil de segurança mais elevado.