Entrega de genes mediados por PEI revolucionarios para una eficiencia de transfección superior

Descubra todo el potencial de la administración de genes con La innovadora PEI de Yeasen Biotechnology Derivado de polietilenimina. Esta herramienta avanzada de administración de genes supera las limitaciones de la PEI tradicional al reducir citotoxicidad y potenciando eficiencia de transfección.

Beneficios clave:

• Alta estabilidad: Único enlace de hidrógeno y modificaciones hidrofóbicas mejorar la estabilidad del complejo PEI/ácido nucleico, asegurando transfección confiable.
• Toxicidad reducida:La densidad catiónica reducida minimiza daño a la membrana celular, ofreciendo un parto más seguro y eficaz.
• Transfección mejorada: Más alto viabilidad celular y eficiente Producción de AAV, perfecto para aplicaciones terapéuticas y de investigación.
• Diseño más inteligente: Innovador Dinámica molecular de la IA y cribado de alto rendimiento optimizar el rendimiento.
• Gran reducción de costes

La fórmula avanzada de PEI de Yeasen ofrece una calidad superior transfección genética Resultados, garantizando fiabilidad y alto rendimiento. Producción de AAV, perfecto tanto para aplicaciones in vivo como Investigación biomédica.

Mejora tu sistemas de administración de genes—maximizar la eficiencia y biocompatibilidad ¡hoy!

La polietilenimina lineal (PEI) ha sido reconocida desde hace mucho tiempo como un vector de administración de genes versátil y eficaz. Su estructura lineal, con su alta densidad de átomos de nitrógeno, le otorga una capacidad inherente para interactuar con ácidos nucleicos con carga negativa, como el ADN y el ARN. Esta alta densidad de cargas catiónicas convierte a la PEI en una esponja de protones eficiente, un término acuñado para describir su capacidad de absorber protones en entornos ácidos, lo cual es fundamental para su función como herramienta de administración de genes. En el contexto de la administración de ácidos nucleicos, las interacciones electrostáticas de la PEI con la cadena principal de fosfato con carga negativa de los ácidos nucleicos facilitan la formación de complejos estables de PEI/ácido nucleico, que protegen a los ácidos nucleicos de la degradación por nucleasas en sistemas biológicos. Estos complejos desempeñan un papel fundamental para garantizar la estabilidad y la funcionalidad de los ácidos nucleicos durante el proceso de transfección.

Una vez formados, estos complejos de PEI/ácido nucleico muestran una capacidad mejorada para interactuar con las membranas celulares. La atracción electrostática entre los complejos de PEI con carga positiva y la superficie celular con carga negativa facilita su adhesión, mientras que la endocitosis posterior permite la internalización celular. Después de entrar en la célula, el bajo pH dentro del endosoma desencadena la protonación de PEI, lo que lleva a una afluencia de contraiones en el endosoma para neutralizar el desequilibrio de carga. Como resultado, las moléculas de agua son atraídas hacia el endosoma, lo que provoca un aumento de la presión osmótica. Este aumento de la presión osmótica conduce finalmente a la ruptura de la membrana endosómica, un fenómeno que facilita la liberación del complejo de PEI/ácido nucleico en el citoplasma. Este proceso, conocido como el "efecto esponja de protones", es un mecanismo crítico por el cual la transfección mediada por PEI logra una alta eficiencia.

A pesar de las impresionantes capacidades de transfección de la PEI lineal, la alta densidad de carga catiónica que la convierte en un vector de administración de genes tan eficaz también puede provocar citotoxicidad. La carga positiva de la PEI interactúa con componentes de carga negativa en la membrana celular y las estructuras intracelulares, lo que puede causar daños a la célula.En consecuencia, uno de los desafíos en la aplicación de PEI en sistemas de administración de genes radica en su toxicidad, que puede dificultar significativamente su potencial terapéutico. Por ello, optimizar el peso molecular y la concentración de PEI es esencial para minimizar la toxicidad y, al mismo tiempo, garantizar el mantenimiento de una alta eficiencia de transfección.

Figura 2. Detección de moléculas de modificación de PEI.

Para abordar el problema de la toxicidad y mejorar aún más el rendimiento de la PEI, los investigadores han explorado varias estrategias para modificar y mejorar la molécula. Entre los enfoques más prometedores se encuentra el desarrollo de derivados de la PEI mediante modificaciones químicas, incluida la PEGilación [1], un proceso que implica la conjugación de cadenas de polietilenglicol (PEG) con moléculas de PEI. Se ha demostrado que la PEGilación mejora la biocompatibilidad y la estabilidad de los vectores basados ​​en PEI al reducir su inmunogenicidad y mejorar su solubilidad en sistemas biológicos. Además, se han explorado otras modificaciones químicas [2, 3], como la introducción de grupos hidrófobos o la optimización de la longitud de la cadena de polímeros, para mejorar la eficiencia de administración y el perfil de seguridad de la PEI.

Reconociendo la necesidad de una innovación continua, Yeasen Biotechnology ha aprovechado plataformas tecnológicas avanzadas, incluidas simulaciones de dinámica molecular con inteligencia artificial (IA) y técnicas de acoplamiento molecular, para diseñar una serie de nuevos derivados de PEI. Estos métodos computacionales permiten la exploración eficiente de posibles modificaciones a nivel molecular, lo que permite la identificación de derivados de PEI prometedores que poseen una actividad biológica, estabilidad y seguridad mejoradas. A través de un cribado de alto rendimiento, se evaluó el potencial de transfección de estos candidatos de PEI modificados, y aquellos que demostraron una actividad prometedora se sometieron a una extensa optimización estructural y experimentos celulares in vitro. Este riguroso proceso condujo a la identificación de compuestos líderes con un rendimiento mejorado.

La culminación de este esfuerzo de investigación y desarrollo dio como resultado la creación de una nueva variante de PEI, que posee derechos de propiedad intelectual independientes y ofrece mejoras significativas con respecto a las formulaciones de PEI convencionales. Este innovador derivado de PEI aborda varios desafíos clave asociados con la administración de genes, incluida la citotoxicidad, la eficiencia de la transfección y la biocompatibilidad.

1. Las características clave del derivado de PEI recientemente desarrollado incluyen una densidad catiónica cuidadosamente reducida, que disminuye significativamente la citotoxicidad al tiempo que mantiene un nivel efectivo de unión de ácidos nucleicos y eficiencia de transfección. Esta modificación mejora el perfil de seguridad general del reactivo de transfección, haciéndolo más adecuado para aplicaciones in vivo donde la citotoxicidad puede ser una preocupación importante.
2. Además, el diseño estructural de esta nueva variante de PEI introduce enlaces de hidrógeno entre el complejo de transfección y el ácido nucleico, lo que complementa las interacciones electrostáticas que suelen ser responsables de la formación del complejo. Esta modificación mejora la estabilidad del complejo PEI/ácido nucleico, lo que garantiza resultados de transfección más fiables.
3. Además, el grupo de modificación del nuevo derivado de PEI incorpora propiedades hidrofóbicas que mejoran la fusión del complejo de transfección con la membrana celular. Este ajuste estructural promueve la captación eficiente del complejo de transfección por las células, mejorando así la eficiencia general de la transfección.Estas modificaciones duales (densidad catiónica reducida y la introducción de enlaces de hidrógeno y propiedades hidrofóbicas) se combinan para crear un vector de administración de genes más estable, biocompatible y eficiente.

Figura 4. El Ultra PEI AAV demuestra los mayores rendimientos de vectores virales en comparación con los principales competidores. Los virus AAV2, AAV5, AAV8 y AAV9 se produjeron en suspensión en células 293F, con una dosis de ADN de 1 µg por millón de células. El virus se recolectó 72 horas después de la transfección y se analizó el sobrenadante viral.

Figura 5. El Ultra PEI AAV demuestra una producción eficiente de vectores virales con bajo aporte de PEI y plásmido. El AAV9 se produjo en suspensión de células 293F con diferentes dosis de Ultra-PEI (izquierda, entrada de plásmidos: 0,5 μg) o de Plásmidos (derecha, entrada de Ultra-PEI 0,6 μL) por millón de células. El virus se cosechó 72 horas después de la transfección.

El rendimiento de esta nueva formulación de PEI Ultra ha demostrado mejoras sustanciales en la eficiencia de transfección y la viabilidad celular en comparación con las variantes de PEI tradicionales. La PEI modificada es particularmente ventajosa para aplicaciones como la producción de virus adenoasociados (AAV), donde existe la necesidad de tiempos de exposición prolongados al complejo de transfección y niveles más bajos de entrada de ADN plasmídico. Al mejorar la estabilidad del complejo de transfección y mejorar sus capacidades de fusión de la membrana celular, esta nueva formulación de PEI puede satisfacer los exigentes requisitos de la producción de AAV, lo que da como resultado mayores rendimientos y una administración de genes más eficiente.

En conclusión, si bien la PEI lineal ha sido durante mucho tiempo una herramienta valiosa para la administración de genes, su potencial se ha visto limitado por su citotoxicidad y su eficiencia de transfección subóptima en ciertas aplicaciones. Mediante el uso de estrategias avanzadas de diseño y modificación molecular, Yeasen Biotechnology ha desarrollado un nuevo derivado de PEI con características de rendimiento mejoradas.

Esta nueva formulación no solo reduce la toxicidad y mejora la biocompatibilidad, sino que también ofrece mejoras significativas en la eficiencia de la transfección, lo que la convierte en un candidato prometedor tanto para la investigación como para aplicaciones terapéuticas. A medida que las tecnologías de administración de genes continúan evolucionando, esta nueva variante de PEI ofrece un avance emocionante en la búsqueda del desarrollo de sistemas de administración de genes más seguros y efectivos para una variedad de aplicaciones biomédicas.

Citación

[1] Holger Petersen, Petra M. Fechner, Dagmar Fischer y Thomas Kissel. Síntesis, caracterización y biocompatibilidad de copolímeros en bloque de polietilenglicol con injerto de polietilenimina. Macromoléculas 2002, 35, 6867-6874.

[2] M Hashemi, BH Parhiz, A Hatefi y M Ramezani. Polietilenimina modificada con histidina–Péptidos cortos de lisina como portadores de genes. Terapia génica del cáncer (2011) 18, 12–19.

[3] N Mohammadi, N Fayazi Hosseini, H Nemati, H Moradi-Sardareh, M Nabi-Afjadi, GA Kardar. Revisión de propiedades y sistemas modificados de administración de genes de cáncer basados ​​en polietilenimina.Volumen 62, Páginas 18–39, (2024).

Solicitud de muestras