ساخت وایروزوم کاتیونیک مشتق شده از ویروس وزیکولار استوماتیتیس به عنوان کاندید امیدوارکننده به منظور تحویل موثر ژن به سیستم عصبی مرکزی

مقدمه: امروزه یکی از موانع ژن درمانی در درمان بیماری‌های سیستم اعصاب مرکزی، نبود سیستم‌های حامل مناسب و ایمن برای عبور از سد خونی مغزی است. وایروزوم‌ها ذرات شبه ویروسی بوده که اگر از ویروس‌های نوروتروپیک ساخته شوند، می‌توانند در مغز مورد استفاده قرار گیرند. هدف از این مطالعه ساخت وایروزوم کاتیونیک مشتق شده از ویروس وزیکولار استوماتیتیس با استفاده از فسفولیپید کوتاه زنجیر با قابلیت دیالیز و لیپید کاتیونیک در شرایط آزمایشگاهی می باشد. مواد و روش‌ها: ویروس وزیکولار استوماتیتیس در رده سلولی vero تکثیر شد. متعاقباً، ویروس تولید شده با استفاده از اولترافیلتراسیون و اولتراسانتریفیوژ تغلیظ و تخلیص گردیده و در نهایت، وایروزوم توسط دترجنت dcpc و افزودن لیپید کاتیونیک، سنتز شد. توزیع سایز نانوذرات وایروزوم، میزان سمیت سلولی و پروتئین vsv-g به ترتیب توسط اندازه‌گیری پراکندگی نور دینامیک با استفاده از دستگاه زتا سایزر، روش زنده‌مانی سلولی و سدیم دو دسیل سولفات پلی آکریل آمید ژل الکتروفورز (sds-page) آنالیز شد. یافته‌ها: ویروس‌های تولید شده با روش اولترافیلتراسیون و اولتراسانتریفیوژ تغلیظ گردیده و غلظت نهایی وایروزوم 0/8 میلی‌گرم در میلی‌لیتر شد. سایز وایروزوم کاتیونیک 186/6 نانومتر بود و بقای سلولی پس از 48 ساعت درمان با غلظت‌های مختلف وایروزوم کاتیونیک در مقایسه با گروه کنترل، کاهش معنی‌داری داشت. پروتئین vsv-g با وزن مولکولی 63 کیلودالتون نیز از طریق sds-page تایید گردید. نتیجه‌گیری: استفاده از فسفولیپید کوتاه زنجیر یک روش موثر در حل کردن و بازآرایی پوشش ویروس وزیکولار استوماتیتیس بوده و در گلیکوپروتئین سطحی ویروس (vsv-g) تغییری ایجاد نمی‌کند. این وایروزوم کاتیونیک به دلیل دارا بودن پروتئین vsv-g و تروپیسم وسیع سلولی، می‌تواند کاندید امیدوارکننده‌ای برای عبور از سد خونی مغزی جهت تحویل موثر ژن و درمان بیماری‌های سیستم اعصاب مرکزی باشد.

Construction of Cationic Virosome Derived from Vesicular Stomatitis Virus as a Promising Candidate for Efficient Gene Delivery to the Central Nervous System

Introduction: Nowadays, one of the barriers of gene therapy in the treatment of the CNS diseases is the lack of proper and safe carrier systems to cross the blood brain barrier (BBB). Virosomes are virus like particles which can be used in brain if made from neurotropic viruses. The aim of the study was to construct cationic virosomes derived from vesicular stomatitis virus using dialyzable short chain phospholipid (DCPC) and cationic lipid (DOTAP) invitro. Materials and Methods: The vesicular stomatitis virus was propagated in Vero cell line. Subsequently, the harvested virus was concentrated and purified using ultrafiltration and ultracentrifugation and finally, the virosome was synthesized by DCPC detergent and the addition of cationic lipid. Particle size distribution of virosome nanoparticles, cellular cytotoxicity and glycoprotein of vesicular stomatitis virus (VSVG) were determined by measuring dynamic light scattering using zetasizer, MTT assay and sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDSPAGE), respectively. Results: The harvested viruses were concentrated and purified by ultrafiltration and ultracentrifugation and the final concentration was 0.8 mg/ml. The cationic virosome mean size was 186.6 nm and, the cell viability was significantly decreased after 48 hours of treatment with different concentrations of virosome compared to the control group. The VSVG protein with molecular weight of 63 kDa was approved by SDSPAGE. Conclusion: The use of DCPC is an efficient method for solubilization and reconstruction of vesicular stomatitis virus envelope and does not alter the surface VSVG. Due to the VSVG protein and its wide range cell tropism, this cationic virosome can also be a promising candidate for crossing the BBB in order to efficient gene delivery and therapy of CNS diseases.