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A entrega de DNA e RNA em células de mamíferos serve como um pilar central da pesquisa biomédica1. Um método comum para a introdução de ácidos nucléicos (NA) exógenos em células de mamíferos é por transfecção transitória 2,3. Essa técnica baseia-se na mistura de NA com reagentes de transfecção disponíveis comercialmente, capazes de entregá-los nas células receptoras. Normalmente, o NA é liberado via transfecção anterior, onde as células aderidas a uma superfície bidimensional recebem o complexo de transfecção. Enquanto a transfecção direta para as linhagens celulares estabelecidas mais comuns é robusta e os protocolos são bem publicados, tipos celulares de nicho com morfologias não monocamadas não transfectam facilmente, limitando a quantidade de NA que pode ser entregue e o número de células que o recebem.
As células-tronco pluripotentes (PSCs) servem como um modelo atraente para a compreensão do desenvolvimento e como uma ferramenta para a medicina regenerativa, dada sua capacidade de se dividir indefinidamente e produzir qualquer tipo de célula corporal. Para PSCs de camundongos (mPSCs), condições rotineiras de cultivo in vitro com 2 inibidores e LIF (2i/LIF) mantêm uma morfologia de colônia semelhante a uma cúpula, limitando diretamente o número de células expostas a uma transfecção anterior 4,5,6. Para resolver isso, uma transfecção reversa pode ser realizada: células são adicionadas a uma placa contendo meio e reagente de transfecção, em vez de adicionar reagente de transfecção às células aderentes7. Embora isso aumente o número de células expostas ao reagente, também requer que as células sejam passadas e transfectadas simultaneamente.
Indo além de simples transfecções de NA único, os pesquisadores geralmente visam entregar várias construções de NA em uma população de células in vitro. Isso é tipicamente conseguido através de uma co-transfecção, onde os NAs são misturados em uma determinada proporção (1:1, 9:1, etc.) e são então combinados com o reagente de transfecção escolhido8. Isso produz uma mistura de NAs e reagentes que preserva a proporção original de NAs entre si - enquanto as células em tratamento podem receber quantidades diferentes dessa mistura, todas recebem a mesma proporção9. Embora isso seja vantajoso quando a proporção desejada de partes é conhecida, determinar essa proporção antecipadamente pode ser trabalhoso, com cada razão constituindo uma condição diferente. Uma alternativa é realizar uma "politransfecção", em que os AEs individuais são misturados com o reagente de transfecção independentemente uns dos outros9. Ao combinar complexos de transfecção contendo NAs individuais (em vez de combinar NAs antes de criar os complexos), os pesquisadores podem explorar uma ampla gama de estequiometrias de NA em um único experimento de transfecção9. Isso é particularmente valioso nos casos em que se espera que os produtos de vários NAs interajam entre si, como com sistemas de transcrição induzíveis ou sistemas com feedback embutido 1,10,11. No entanto, para fazê-lo de forma eficaz, uma alta eficiência de transfecção é necessária. De fato, à medida que o número de NAs únicos transfectados aumenta, a probabilidade de uma dada célula receber todos os NAs desejados diminui exponencialmente 9,12.
O relato a seguir descreve um protocolo de transfecção reversa para mPSCs usando um reagente de transfecção catiônico baseado em lipídios, no qual as células são expostas à mistura reagente-NA por no máximo 5 min para maximizar a viabilidade e minimizar o tempo fora das condições típicas de cultura. A comparação deste protocolo com a transfecção direta padrão dessas células demonstra uma maior eficiência de transfecção e um aumento no número total de células transfectadas sobreviventes. Combinando esta transfecção reversa com uma politransfecção de três plasmídeos envolvendo repórteres fluorescentes simples, um potencial expandido para rastrear razões de NA com alta eficiência de transfecção é demonstrado.