La magnetofección es un método de transfección simple y altamente eficiente que utiliza campos magnéticos para concentrar partículas que contienen ácido nucleico en las células diana. [1] Este método intenta unir las ventajas de los populares métodos de transfección bioquímicos ( lípidos catiónicos o polímeros) y físicos ( electroporación , pistola de genes ) en un solo sistema, excluyendo sus inconvenientes (baja eficiencia, toxicidad). Magnetofection es comercializada por OZ Biosciences y está registrada como marca comercial.
Principio
El principio de magnetofección consiste en asociar ácidos nucleicos con nanopartículas magnéticas catiónicas: estos complejos moleculares se concentran y transportan a las células con el apoyo de un campo magnético apropiado. [2] De esta manera, la fuerza magnética permite una concentración muy rápida de toda la dosis de vector aplicada en las células, de modo que el 100% de las células entran en contacto con una dosis de vector significativa.
Aplicaciones
La magnetofección se ha adaptado a todo tipo de ácidos nucleicos (ADN, ARNip, ARNdc, ARNhc, ARNm, ODN), sistemas de transfección no viral (reactivos de transfección) y virus. Se ha probado con éxito en una amplia gama de líneas celulares, células primarias y difíciles de transfectar. [1] [3] Varias formulaciones de nanopartículas magnéticas optimizadas y eficientes se han desarrollado específicamente para varios tipos de aplicaciones, como ADN, ARNip y transfección de neuronas primarias, así como aplicaciones virales.
Mecanismo
Las nanopartículas magnéticas están hechas de óxido de hierro, que es completamente biodegradable, recubierto con moléculas patentadas catiónicas específicas que varían según las aplicaciones. Su asociación con los vectores de genes (ADN, ARNip, ODN, virus, etc.) se logra mediante agregación coloidal inducida por sales e interacción electrostática. Luego, las partículas magnéticas se concentran en las células objetivo por la influencia de un campo magnético externo generado por imanes. La captación celular del material genético se logra mediante endocitosis y pinocitosis , dos procesos biológicos naturales. En consecuencia, la arquitectura y la estructura de la membrana permanecen intactas, en contraste con otros métodos de transfección física que dañan la membrana celular.
Los ácidos nucleicos luego se liberan en el citoplasma por diferentes mecanismos dependiendo de la formulación utilizada: 1) es el efecto de esponja de protones causado por polímeros catiónicos que recubren las nanopartículas que promueven la hinchazón osmótica del endosoma , la ruptura de la membrana del endosoma y la liberación intracelular de la forma del ADN , 2) es la desestabilización del endosoma por lípidos catiónicos que recubren las partículas que liberan el ácido nucleico en las células mediante un flip-flop de lípidos negativos para células y neutralización de carga y 3) es el mecanismo de infección viral habitual cuando se usa virus. La magnetofección funciona para células primarias y células difíciles de transfectar que no se dividen o se dividen lentamente, lo que significa que los materiales genéticos pueden ir al núcleo celular sin división celular . El acoplamiento de nanopartículas magnéticas a vectores génicos de cualquier tipo da como resultado un aumento espectacular de la absorción de estos vectores y, en consecuencia, una alta eficiencia de transfección. [ cita requerida ]
Biodistribución de nanopartículas magnéticas
Las nanopartículas magnéticas catiónicas biodegradables no son tóxicas a las dosis recomendadas e incluso a dosis superiores. Los complejos de vectores genéticos / nanopartículas magnéticas se ven en las células después de 10 a 15 minutos, lo que es mucho más rápido que cualquier otro método de transfección. Después de 24, 48 o 72 horas, la mayoría de las partículas se localizan en el citoplasma, en las vacuolas (estructura rodeada de membranas en las células) y ocasionalmente en el núcleo. [ cita requerida ]
Referencias
http://www.ozbiosciences.com/magnetofection.html
- ↑ a b Plank C, Zelphati O, Mykhaylyk O (2011). "Entrega de ácido nucleico magnéticamente mejorada. Diez años de progreso y perspectivas de magnetofección" . Adv. Drug Deliv. Rev . 63 (14-15): 1300-31. doi : 10.1016 / j.addr.2011.08.002 . PMC 7103316 . PMID 21893135 .
- ^ Scherer F, Anton M, Schillinger U, et al. (2002). "Magnetofección: potenciar y dirigir la entrega de genes por fuerza magnética in vitro e in vivo" . Gene Ther . 9 (2): 102–9. doi : 10.1038 / sj.gt.3301624 . PMID 11857068 .
- ^ Plancha C, Anton M, Rudolph C, Rosenecker J, Krötz F (2003). "Mejora y dirección de la entrega de ácido nucleico por fuerza magnética". Opinión de expertos sobre terapia biológica . 3 (5): 745–58. doi : 10.1517 / 14712598.3.5.745 . PMID 12880375 .
Otras lecturas
- Mair, Lamar; et al. (Abril de 2009). "Partículas de 200 nm de tamaño uniforme: fabricación y aplicación a la magnetofección" . Revista de Nanotecnología Biomédica . 5 (2): 182-191 (10). doi : 10.1166 / jbn.2009.1024 . PMC 2818021 . PMID 20055096 .