Příprava a charakterizace komplexů dendrimer-plazmid pro biomedicínské účely

Bc. Michaela PRŮŠOVÁ

Master's thesis

Preparation and characterization of dendrimer-plasmid complexes for biomedical applications

Anotácia:

Jako alternativa virových vektorů pro přenos transgenů do buněk se stále více využívají plazmidy. Avšak vzhledem k jejich nízké účinnosti při transfekcích se relativně často komplexují se syntetickými nevirovými vektory, jež napomáhají ke zvýšení jejich transfekční efektivity. Jedním typem takovýchto vektorů jsou karbosilanové dendrimery, které mohou být funkcionalizovány kladně nabitými skupinami. Pomocí nich mohou díky elektrostatickým interakcím nejen komplexovat s nukleovými kyselinami (např. s plazmidem), ale zároveň interagovat s buněčnou membránou, a tak případně zajistit účinný transfekční mechanismus. V této práci byly připraveny komplexy, tzv. dendriplexy, vybraných typů dendrimerů (s amoniovými, fosfoniovými a fosfonium modifikovanými periferními skupinami) s plazmidem gWiz-GFP (Aldevrone?), který jako transgen obsahuje zelený fluorescenční protein. Vlastnosti dendriplexů byly určeny pomocí čtyř charakterizačních metod. Nejprve byla optimalizována gelová elektroforéza, poté byly provedeny měření zeta potenciálu a hydrodynamického průměru částic a také tzv. nuclease protection assay (stanovení průkazu ochrany proti enzymu DNáze I). Na základě diskutovaných výsledků se jako potencionální kandidáti pro následné transfekční studie zdají být dendrimer s trifenylfosfoniovými periferními skupinami (DDM P(Ph)3) a dendrimer s trimethoxyfenylfosfoniovými koncovými skupinami (DDM P(C6H4 OMe)3). Tyto dendrimery tak, pro své potenciální využití v biomedicíně, budou předmětem dalšího výzkumu.

Abstract:

As an alternative for the transfer of the transgenes into cells by viral vectors, are increasingly using plasmids. However, due to their low transfection efficiency, they are often combined with synthetic non-viral vectors to help increase their transfection efficiency. One type of these vectors is carbosilane dendrimers, which can be functionalized with positively charged groups. Through them, due to electrostatic interactions, it is possible not only to complex with the plasmid, but also to interact with the cell membrane, and thus possibly create an efficient transfection mechanism. In this theses, complexes, so-called dendriplexes, of selected types of dendrimers (with ammonium, phosphonium and phosphonium modified peripheral groups) were prepared with the plasmid gWiz-GFP (Aldevrone ?), which contains a green fluorescent protein as its transgene. The properties of dendriplexes were determined using four characterisation methods. First, gel electrophoresis was optimized, then zeta potential and hydrodynamic diameter of particles was measured, as well as the DNase I protection assay was carried out. Based on the discussed results, dendrimer with triphenylphosphonium peripheral groups (DDM P(Ph)3) and dendrimer with trimethoxyphenylphosphonium end groups (DDM P(C6H4 OMe)3) showed to be potential candidates for subsequent transfection studies. Thanks to these potential usage in biomedicine, further research will focus on these dendrimers.

Kľúčové slová

Virové a nevirové vektory, plazmid, karbosilanové dendrimery, metody charakterizace dendriplexů

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 3. 5. 2021

Zverejniť od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Mgr. Michaela Liegertová, Ph.D.

JAN EVANGELISTA PURKYNĚ UNIVERSITY IN ÚSTÍ NAD LABEM

Faculty of Science

Master programme / odbor:
Chemistry / CHE BI SŠ