Невирусные носители для доставки ДНК в клетки млекопитающих с целью генотерапии миодистрофии Дюшенна

• Автор: Киселёв, Антон Вячеславович
• Шифр специальности: 03.00.04, 03.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Введение.

X Обзор литературы

1.1 Генетические и биохимические основы патологии мышечной листпосЬи ДоисннаВсккера МДДВ

1.1.1 Локализация и клонирование гена лис рофина.

1.1.2 Молекулярная природа мутаций в гене МЛЛ.

1.1.3 Белковый продукт гена днетроФина

1.1.4 Молельные животные

1.2 Подходы к генной терапии мышечной дистрофии

Лини сн наБеккера

1.2.1 Геиотерапня наследственных болезней человека

1.2.2 Способы доставки генов в клетки млекопитающих.

1.2.3 Использование вирусных векторов для доставки кДНК на
днетроФина в клетки млекопитающих i viv.
1.2.4 Нсвирусиыс способы доставки кДМК на днетроФина в клетки
млекопитающих i viv.
1.2.5 Коррекционная генная терапия МДД
1.2.6 Активизация экспрессии гена утроФина аутосомного гомолога
гена листпоФина.
1.2.7 Клинические испытания по гемотерапии МЛД
2 Материалы и методы
2.1 Материалы.
2.2 Методы
3 Результаты.
3.1 Анализ межтка некого распределении и экспрессии гена листрофина после введения генетической конструкции v п комплексе с липосомным носителем iI
3.2 Анализ межткаисво о распределении и экспрессии гена днетрофнна после введении генсгнческой конструкции v в составе олпгопептилных комплексов I8.
3.3 Трансфекция мышечных волокон мышей пк1х конструкцией с геном су и рессорной тРНК охр к комплексе с лактоферрином
3.4 Пептидные носители, как векторы доставки генетических
конструкций
Лепдримепы Р1 и Р2.
Линопеппшды ГРО, т и ГР4.
4 Обсуждение.
4.1 Ка I ионные лииосомы.
4.2 Синтетические олигоненгидные комплексы К8.1Т.
4.3 Использование охр тРНК лля супрессии нонсенсмутанни в гене лнегрофина.
4.4 Линоненгнды и лизнновыс деидрпмеоы как векторы доставки генетических конструкций.
5 Выводы
Список сокращений.
БСЛ бычий сывороточный альбумин V vi цитомегаловирус ДЭПК диэтилпирокарбонат диоктадециламиноглицилепермин диолеилфосфатиднлэтаноламнн
2,3 диоленлоксиМ2сперминкарбоксамидоотилЫ,Ыдимстил1пропанамин трифторацетат
1,2бисолсоилоксн3трнмстнламмоний пропан
Ы,3диолеилоксипронилЫ,Ы,Ытриметиламмонийхлорид ФИТЦ флюоресцеинизотиоцианат
iv золотистый лабрадор с мышечной дистрофией
i килодальтон
I i iii синдром наследственного иммунодефицита
iii исскусственная хромосома дрожжей
аденоассоциированый вирус
БТ баллистическая трансфекция
ДГК Дистрофингликопротеиновый комплекс
ДНК дезоксирибонуклеиновая кислота
ДПМВ дистрофинположительные мышечные волокна
кДИК комплементарная ДНК
МДБ мын1счная дистрофия Беккера
МДД мышечная дистрофия Дюшенна
млн. и.о. миллион пар оснований
мРНК матричная РНК
ОТПЦР обратнотранскрипционная полимеразная цепная реакция
п.о. пар оснований
ИААГполиакриламидный гель
ПЦР полимеразная цепная реакция
ПЭИ иолиэтиленимнн
РНК рибонуклеиновая кислота
СПИД синдром приобретенного иммунодефицита
ТВЕ iборатиый буфер
ТЕМЕД , тстримсгнлэтилендиамин
тРНК транспортная РНК
тыс. п.о. тысяча пар основании
ЭДТА этилендиаминтетраацетат натрия
Введение


Целью данной работы являлся поиск пептидных носителей для доставки генных конструкций в клетки млекопитающих и разработка новых подходов к генотерапни мышечной дистрофии Дюшснна. Изучить особенности трансфекции мышечных волокон мышей x генетическими конструкциями с кДНК гена днетрофина с помощью аналогов вирусных олигопептидов и катионных липосом. Оценить эффективность супрессии нонсенсмутации в гене днетрофина у мышей x конструкциями с геном супрессорной тРНК. Изучить условия образования и особенности структуры комплексов ДНК с ПТИДI ы м и носителями. Проанализировать влияние состава и структуры исследуемых носителей на трансфекционную активность i vi. Новизна впервые были изучены особенности трансфекции мышечных волокон мышей x генетическими конструкциями с кДНК гена дистрофика с помощью аналогов вирусных олигопептидов и катионных липосом. Впервые изучена эффективность супрессии нонсенс мутации в гене дистрофина у мышей x с помощью супрессорных тРНК. Разработан оптимальный алгоритм тестирования синтетических олигопептидов в качестве потенциальных векторов доставки экспрессирующих генных конструкций в клетки млекопитающих. Впервые изучены особенности трансфекции с использованием лизиновых дендримеров и альфаспиральных лнпопептндов. Проанализировано влияние состава и структуры исследуемых носителей на их трансфекционпую активность i vi. Использование нуклеопеитидных комплексов 8 позволяет добиться трансфекции мышечных волокон i viv. Наличие экспрессии гена дистрофина в скелетных мышцах, отдаленных от места введения, подтверждает гипотезу дистантной трансфекции. Введение супрессорных тРНК модельным мышам x приводит к частичному восстановлению синтеза дистрофина. Пептиды 1 и 2, 1 и 4 способны компактизовать ДНК, доставлять ее в клетки млекопитающих i vi и обеспечивать экспрессию маркерных генов, значительно превышающую таковую при введении чистой плазмиды. Модификация лизиновых дендримеров остатками пальмитиновой кислоты приводит к изменению структуры комплексов ДНКпептид и способствует их проникновению в клетку. Присоединение к линейным альфаспиральным пептидам остатков каприновой кислоты увеличивает их мембраноактивные свойства и повышает эффектнвноегь трансфекции. Обзор литературы. Генетические и биохимические основы патологии мышечной дистрофии ДюшеннаБеккера МДДБ. Мноднстрофня ДюшеннаБеккера МДЦБ является наиболее частым среди сцепленных с полом наследственных заболеваний человека. Данное заболевание встречается с частотой I на новорожденных мальчиков , и характеризуется тяжелым течением и ранним проявлением симптомов до 5 лег. Прогрессирующая мышечная дегенерация приводит к потере подвижности и летальному исходу до лет. Миодистрофия Беккера является более мягкой аллельной формой данного заболевания и отличается более поздним проявлением симптомов и большей продолжительностью жизни пациентов. В году была предложена мембранная теория патогенеза МДДБ, согласно которой дефект в гене МДЦ приводит к уменьшению количества, полному отсутствию или аномалии фермента или структурного белка, в результате чего нарушается нормальное функционирование сарколеммы . Данная гипотеза объясняет наблюдаемый у пациентов опок мышечных ферментов из мышц в сыворотку крови наличием в мембране миофибрилл физических разрывов, характерных для пренекротических или некротических волокон. Такие разрывы обнаружили при электронномикроскопических исследованиях биоптатов мышц пациентов, и они получили название i i , i, . Кроме того, были обнаружены светонепроницаемые гиперконграктированные участки фибрилл, что указывает на наличие возможного нарушения внутриклеточного кальциевого гомеостаза , i, . Известно что, локальное увеличение притока ионов кальция в клетку, перекрывающее внутриклеточные буферные возможности, приводит к излишне сильным сокращениям и возникновению разрывов в сарколемме. Повышенная концентрация кальция в клетке также может привести к запуску некротических процессов дегенерацию миофибриллы . На начальной стадии заболевания дегенерация мышц компенсируется активной регенерацией фибрилл, благодаря делению и слиянию мнобластов.