Революционная PEI-опосредованная доставка генов для превосходной эффективности трансфекции

Раскройте весь потенциал доставки генов с помощью Инновационный PEI от Yeasen Biotechnology (Полиэтиленимин) производное. Этот передовой инструмент доставки генов преодолевает ограничения традиционного PEI, уменьшая цитотоксичность и повышение эффективность трансфекции.

Основные преимущества:

• Высокая устойчивость: Уникальный водородная связь и гидрофобные модификации повышают стабильность комплекса ПЭИ/нуклеиновая кислота, обеспечивая надежная трансфекция.
• Сниженная токсичность: Пониженная катионная плотность минимизирует повреждение клеточной мембраны, предлагая более безопасную и эффективную доставку.
• Улучшенная трансфекция: Выше жизнеспособность клеток и эффективный Производство ААВ, идеально подходит для терапевтических и исследовательских целей.
• Более продуманный дизайн: Передовой Молекулярная динамика ИИ и высокопроизводительный скрининг оптимизировать производительность.
• Значительное снижение стоимости

Усовершенствованная формула PEI от Yeasen обеспечивает превосходное генная трансфекция результаты, гарантирующие надежную и высокодоходную Производство ААВ, идеально подходит как для применения in vivo, так и биомедицинские исследования.

Обновите свой системы доставки генов—максимизировать эффективность и биосовместимость сегодня!

Линейный полиэтиленимин (ПЭИ) давно признан универсальным и эффективным вектором доставки генов. Его линейная структура с высокой плотностью атомов азота дает ему присущую способность взаимодействовать с отрицательно заряженными нуклеиновыми кислотами, такими как ДНК и РНК. Эта высокая плотность катионных зарядов делает ПЭИ эффективной протонной губкой, термин, придуманный для описания его способности поглощать протоны в кислых средах, что является центральным для его функции как инструмента доставки генов. В контексте доставки нуклеиновых кислот электростатические взаимодействия ПЭИ с отрицательно заряженным фосфатным остовом нуклеиновых кислот способствуют образованию стабильных комплексов ПЭИ/нуклеиновая кислота, которые защищают нуклеиновые кислоты от деградации нуклеазами в биологических системах. Эти комплексы играют ключевую роль в обеспечении стабильности и функциональности нуклеиновых кислот в процессе трансфекции.

После образования эти комплексы ПЭИ/нуклеиновая кислота проявляют повышенную способность взаимодействовать с клеточными мембранами. Электростатическое притяжение между положительно заряженными комплексами ПЭИ и отрицательно заряженной поверхностью клетки облегчает их адгезию, в то время как последующий эндоцитоз обеспечивает клеточную интернализацию. После попадания в клетку низкий pH внутри эндосомы запускает протонирование ПЭИ, что приводит к притоку противоионов в эндосому для нейтрализации дисбаланса заряда. В результате молекулы воды втягиваются в эндосому, вызывая увеличение осмотического давления. Это растущее осмотическое давление в конечном итоге приводит к разрыву эндосомальной мембраны, явлению, которое облегчает высвобождение комплекса ПЭИ/нуклеиновая кислота в цитоплазму. Этот процесс, называемый «эффектом протонной губки», является критическим механизмом, с помощью которого трансфекция, опосредованная ПЭИ, достигает высокой эффективности.

Несмотря на впечатляющие возможности трансфекции линейного ПЭИ, высокая плотность катионного заряда, которая делает его столь эффективным вектором доставки генов, также может привести к цитотоксичности. Положительный заряд ПЭИ взаимодействует с отрицательно заряженными компонентами в клеточной мембране и внутриклеточных структурах, вызывая потенциальный ущерб клетке.Следовательно, одна из проблем применения ПЭИ в системах доставки генов заключается в его токсичности, которая может существенно ограничить его терапевтический потенциал. В результате оптимизация молекулярной массы и концентрации ПЭИ имеет важное значение для минимизации токсичности при обеспечении поддержания высокой эффективности трансфекции.

Рисунок 2. Скрининг молекулы модификации PEI.

Для решения проблемы токсичности и дальнейшего повышения производительности ПЭИ исследователи изучили различные стратегии модификации и улучшения молекулы. Среди наиболее многообещающих подходов — разработка производных ПЭИ посредством химических модификаций, включая ПЭГилирование [1], процесс, который включает конъюгацию цепей полиэтиленгликоля (ПЭГ) с молекулами ПЭИ. Было показано, что ПЭГилирование улучшает биосовместимость и стабильность векторов на основе ПЭИ за счет снижения их иммуногенности и повышения их растворимости в биологических системах. Кроме того, другие химические модификации [2, 3], такие как введение гидрофобных групп или оптимизация длины полимерной цепи, были исследованы для повышения эффективности доставки и профиля безопасности ПЭИ.

Осознавая необходимость постоянных инноваций, Yeasen Biotechnology использовала передовые технологические платформы, включая моделирование молекулярной динамики искусственного интеллекта (ИИ) и методы молекулярной стыковки, для разработки серии новых производных PEI. Эти вычислительные методы позволяют эффективно исследовать потенциальные модификации на молекулярном уровне, позволяя идентифицировать перспективные производные PEI, обладающие улучшенной биологической активностью, стабильностью и безопасностью. Благодаря высокопроизводительному скринингу эти модифицированные кандидаты PEI были оценены на предмет их трансфекционного потенциала, а те, которые продемонстрировали перспективную активность, были подвергнуты обширной структурной оптимизации и экспериментам на клетках in vitro. Этот строгий процесс привел к идентификации ведущих соединений с улучшенными характеристиками.

Кульминацией этих научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ стало создание нового варианта PEI, который обладает независимыми правами интеллектуальной собственности и предлагает значительные улучшения по сравнению с обычными формулами PEI. Этот инновационный производный PEI решает несколько ключевых проблем, связанных с доставкой генов, включая цитотоксичность, эффективность трансфекции и биосовместимость.

1. Ключевые характеристики недавно разработанного производного ПЭИ включают тщательно сниженную катионную плотность, что значительно снижает цитотоксичность, сохраняя при этом эффективный уровень связывания нуклеиновых кислот и эффективность трансфекции. Эта модификация улучшает общий профиль безопасности реагента для трансфекции, делая его более подходящим для приложений in vivo, где цитотоксичность может быть серьезной проблемой.
2. Кроме того, структурный дизайн этого нового варианта PEI вводит водородные связи между комплексом трансфекции и нуклеиновой кислотой, дополняя электростатические взаимодействия, которые обычно отвечают за образование комплекса. Эта модификация улучшает стабильность комплекса PEI/нуклеиновая кислота, обеспечивая более надежные результаты трансфекции.
3. Кроме того, группа модификаций нового производного ПЭИ включает гидрофобные свойства, которые улучшают слияние комплекса трансфекции с клеточной мембраной. Эта структурная корректировка способствует эффективному поглощению комплекса трансфекции клетками, тем самым повышая общую эффективность трансфекции.Эти двойные модификации — снижение катионной плотности и введение водородных связей и гидрофобных свойств — объединяются для создания более стабильного, биосовместимого и эффективного вектора доставки генов.

Рисунок 4. Ultra PEI AAV демонстрирует самую высокую урожайность вирусного вектора по сравнению с ведущими конкурентами. AAV2, AAV5, AAV8 и AAV9 были получены в суспензионных клетках 293F с дозировкой ДНК 1 мкг на миллион клеток. Вирус собирали через 72 часа после трансфекции, а вирусный супернатант анализировали.

Рисунок 5. Ultra PEI AAV демонстрирует эффективное производство вирусного вектора при низком уровне PEI и плазмидного ввода. AAV9 был получен в суспензионных клетках 293F с различным вводом доз Ultra-PEI (слева, ввод плазмид: 0,5 мкг) или плазмид (справа, ввод Ultra-PEI 0,6 мкл) на миллион клеток. Вирус собирали через 72 часа после трансфекции.

Эффективность этой формулы Novel Ultra PEI показала существенное улучшение эффективности трансфекции и жизнеспособности клеток по сравнению с традиционными вариантами PEI. Модифицированный PEI особенно выгоден для таких применений, как производство аденоассоциированного вируса (AAV), где требуется более длительное время экспозиции трансфекционного комплекса и более низкие уровни ввода плазмидной ДНК. За счет повышения стабильности трансфекционного комплекса и улучшения его возможностей слияния клеточных мембран эта новая формула PEI может соответствовать жестким требованиям производства AAV, что приводит к более высоким выходам и более эффективной доставке генов.

В заключение, хотя линейный ПЭИ долгое время был ценным инструментом для доставки генов, его потенциал был ограничен его цитотоксичностью и субоптимальной эффективностью трансфекции в некоторых приложениях. Благодаря использованию передовых стратегий молекулярного дизайна и модификации, Yeasen Biotechnology разработала новое производное ПЭИ с улучшенными характеристиками производительности.

Эта новая формула не только снижает токсичность и улучшает биосовместимость, но и предлагает значительные улучшения в эффективности трансфекции, что делает ее перспективным кандидатом как для исследовательских, так и для терапевтических применений. Поскольку технологии доставки генов продолжают развиваться, этот новый вариант PEI предлагает захватывающий прогресс в стремлении разработать более безопасные и эффективные системы доставки генов для различных биомедицинских применений.

Цитата

[1] Хольгер Петерсен, Петра М. Фехнер, Дагмар Фишер и Томас Киссель. Синтез, характеристика и биосовместимость блок-сополимеров полиэтиленимина-привитого-поли(этиленгликоля). Макромолекулы 2002, 35, 6867-6874.

[2] М. Хашеми, Б. Х. Пархиз, А. Хатефи и М. Рамезани. Модифицированный полиэтиленимин с гистидином–Короткие пептиды лизина как переносчики генов. Генная терапия рака (2011) 18, 12–19.

[3] Н. Мохаммади, Н. Фаязи Хоссейни, Х. Немати, Х. Моради-Сардарех, М. Наби-Афджади, Г. А. Кардар. Пересмотр свойств и модифицированных систем доставки генов рака на основе полиэтиленимина.Объем 62, страницы 18–39, (2024).

Запрос образцов