ساخت نانو‌حامل‌های پلی‌اتیلن ایمین متصل به هیدروکورتیزون و بررسی خصوصیات آن‌ها به‌منظور دستیابی به حامل هدفمند در ژن‌درمانی

زمینه و هدف: امروزه ژن درمانی به عنوان یکی از روش های نوین درمان در نظر گرفته شده است. بخصوص بعد از معرفی ایمونوتراپی و روش های ویرایش ژن از قبیل crispr/cas9، توجه زیادی به ژن درمانی معطوف شده است. بااین وجود، یافتن یک حامل موثر با سمیت کم همچنان به عنوان یکی از چالش های عمده در برابر محققان، باقی مانده است. از میان حامل های غیر ویروسی به کاررفته، پلیمر پلی اتیلن ایمین بیش از سایر ترکیبات پلی کاتیونیک موردمطالعه قرار گرفته است؛ اما باوجود محاسن قابل توجه، سمیت، غیراختصاصی بودن و مداخلات غیرضروری با اجزای سرم، کاربرد وسیع آن را محدود می کند. لذا ساختمان آن می بایست از طریق کانژوگاسیون های شیمیایی اصلاح شود. در این طرح، اتصال مولکول هیدروکورتیزون بر روی این پلیمر به منظور هدفمندسازی آن به درون هسته سلول و تعدیل بار مثبت روی آن انجام پذیرفت.مواد و روش ها: در این مطالعه، یک مولکول پلی اتیلن ایمین با هیدروکورتیزون کانژوگه شد و سپس از طریق یک لینکر سوکسینیک اسید به مولکول پلی اتیلن ایمین فاقد لیگاند متصل گردید. کانژوگه های حاصل ازنظر ظرفیت بافری، پتانسیل زتا، سایز ذره ای، توانایی حفاظت از dna در برابر آنزیم و نیز توانایی متراکم کردن dna موردبررسی قرار گرفتند.نتایج: نتایج نشان داد که این کانژوگه ها توانستند dna پلاسیمدی را به صورت موفقیت آمیزی متراکم کرده و نانوذراتی در ابعاد 300 نانومتر ایجاد نمایند. در ضمن، ظرفیت بافری این کانژوگه ها از پلیمر اولیه تغییرنیافته بیشتر بود و توانایی بسیار بالایی در محافظت از پلاسمید در برابر آنزیم های نوکلئاز از خود نشان دادند.نتیجه گیری: بر اساس نتایج به دست آمده، طراحی و ساخت مشتقات pei با دو دومین مجزا جهت هدفمندسازی و برهمکنش با پلاسمید می تواند به عنوان یک راهبرد موثر جهت ایجاد سیستم های نانوی انتقال ژن در نظر گرفته شود.

Preparation of Hydrocortisone Conjugated Polyethylenimine Nanocarriers and its Characterizations for Potential Application in Targeted Gene Delivery

Background objective: nowadays, gene therapy has been considered as a novel therapeutic approach. Particularly, following the introduction of immunotherapy and gene editing using CRISPR/Cas9 platform great attention has been directed to gene therapy. However, finding an efficient carrier with low toxicity is still one of the major challenges for researchers. Among nonviral gene carriers, polyethyleneimine (PEI) could be considered as the most studied polycationic compound for gene delivery. However, toxicity, lack of targeting and nonspecific interactions with serum components limit its wide application. Therefore, PEI structure must be modified through chemical conjugations. In this study, conjugation of hydrocortisone on the polymer structure was carried out in order to direct the carriers into the cell nucleus.Materials Methods: hydrocortisone was conjugated onto polyethylenimine followed by the grafting of the targeted PEI domain onto another unmodified polymer via succinic acid linker. The conjugate w::as char::acterized in terms of buffering capacity, zeta potential, particle size, protection of DNA against enzymes and condensation ability.Results: The results demonstrated that the conjugates could condense plasmid DNA successfully and form nanoparticles with the size of around 300 nm. Meanwhile, the conjugates showed higher buffering capacity compared with the unmodified polymer. Also, the protection ability of the conjugates was significant rather than the parent polymer.Conclusion: According to the results, design and synthesis of the PEI derivative with two separated domains responsible for targeting and plasmid condensation could be considered as an efficient strategy to create nano gene delivery systems.