Mechanism of amphoteric liposomes & application for siRNA delivery

Abstract

In den letzten zwanzig Jahren haben mehrere Studien sich auf die Prinzipien und Mechanismen des intrazellulären Transports von Oligonukleotiden mittels Liposomen konzentriert. Allerdings variiert die Transfektionseffizienz, vermittelt durch diese liposomalen Gentransfer-Vektoren, stark und ist noch immer nicht vollständig aufgeklärt. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich hauptsächlich mit dem Mechanismus amphoterer Liposomen und deren Lipide und hat als Ziel, wesentliche Erkenntnisse für die optimale Gestaltung der liposomalen Transport-Systeme zu bieten. Zunächst wird der Einfluss der Gegenionen auf die Lipid-Geometrie beschrieben. Experimentelle Nachweise wurden erbracht, die belegen, dass Gegenionen zur Modulation der Lipid-Struktur verwendet werden können und zur Stabilisierung von liposomalen Doppelschichten führen. Ein weiterer wichtiger Beitrag dieser Arbeit ist die Analyse und Beschreibung des doppelten pH-abhängigen Phasenüberganges in amphoteren Lipid-Mischungen durch Fusionsexperimente basierend auf FRET-Analysen. Darüber hinaus wurde durch einen Vergleich der Transfektionseffizienzen mit den Fusionseigenschaften der Liposomen, welche in einem biophysikalischen Modell beschrieben wurden, eine Verbindung zwischen Transfektion und fusogenem Verhalten gefunden. Die Fusionsdeterminante MIN, abgeleitet vom Algorithmus, wurde als der bestimmende Faktor für die zelluläre Transfektion von Liposomen ermittelt. Diese Ergebnisse präsentieren eine quantitative Struktur-Aktivitäts-Beziehung zwischen der Zusammensetzung der Liposomen und deren zellulären Transfektionseffizienz.