ساخت نانو‌حامل‌هاي پلي‌اتيلن ايمين متصل به هيدروكورتيزون و بررسي خصوصيات آن‌ها به‌منظور دستيابي به حامل هدفمند در ژن‌درماني

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

امروزه ژن درماني به عنوان يكي از روش هاي نوين درمان در نظر گرفته شده است. بخصوص بعد از معرفي ايمونوتراپي و روش هاي ويرايش ژن از قبيل crispr/cas9، توجه زيادي به ژن درماني معطوف شده است. بااين وجود، يافتن يك حامل موثر با سميت كم همچنان به عنوان يكي از چالش هاي عمده در برابر محققان، باقي مانده است. از ميان حامل هاي غير ويروسي به كاررفته، پليمر پلي اتيلن ايمين بيش از ساير تركيبات پلي كاتيونيك موردمطالعه قرار گرفته است؛ اما باوجود محاسن قابل توجه، سميت، غيراختصاصي بودن و مداخلات غيرضروري با اجزاي سرم، كاربرد وسيع آن را محدود مي كند. لذا ساختمان آن مي بايست از طريق كانژوگاسيون هاي شيميايي اصلاح شود. در اين طرح، اتصال مولكول هيدروكورتيزون بر روي اين پليمر به منظور هدفمندسازي آن به درون هسته سلول و تعديل بار مثبت روي آن انجام پذيرفت.مواد و روش ها: در اين مطالعه، يك مولكول پلي اتيلن ايمين با هيدروكورتيزون كانژوگه شد و سپس از طريق يك لينكر سوكسينيك اسيد به مولكول پلي اتيلن ايمين فاقد ليگاند متصل گرديد. كانژوگه هاي حاصل ازنظر ظرفيت بافري، پتانسيل زتا، سايز ذره اي، توانايي حفاظت از dna در برابر آنزيم و نيز توانايي متراكم كردن dna موردبررسي قرار گرفتند.نتايج: نتايج نشان داد كه اين كانژوگه ها توانستند dna پلاسيمدي را به صورت موفقيت آميزي متراكم كرده و نانوذراتي در ابعاد 300 نانومتر ايجاد نمايند. در ضمن، ظرفيت بافري اين كانژوگه ها از پليمر اوليه تغييرنيافته بيشتر بود و توانايي بسيار بالايي در محافظت از پلاسميد در برابر آنزيم هاي نوكلئاز از خود نشان دادند.نتيجه گيري: بر اساس نتايج به دست آمده، طراحي و ساخت مشتقات pei با دو دومين مجزا جهت هدفمندسازي و برهمكنش با پلاسميد مي تواند به عنوان يك راهبرد موثر جهت ايجاد سيستم هاي نانوي انتقال ژن در نظر گرفته شود.

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 non-viral gene carriers, polyethyleneimine (PEI) could be considered as the most studied polycationic compound for gene delivery. However, toxicity, lack of targeting and non-specific 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.