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Arginin-Chitosan Nanopartikel für siRNA Transport

Small interfering RNAs (siRNAs) können als in Gentherapien für z.B. Krebserkrankungen wie Leukämie genutzt werden. Allerdings ist die Anwendung dieser durch einen fehlenden, effizienten Wirkstofftransport limitiert. In der vorgestellten Studie wurde daher Chitosan mit Arginin zu Nanopartikeln funktionalisiert, mit siRNA beladen und deren Eigenschaften als siRNA-Vektor untersucht.

EINE NEUE FORM VON ARGININ-CHITOSAN ALS EFFIZIENTE NANOPARTIKEL FÜR DEN TRANSPORT VON SIRNA IN MAUS-LEUKÄMIEZELLEN

Luo, J.; Chen, J.; Liu, Y.; He, Y.; Dong, W. A Novel Form of Arginine-Chitosan as Nanoparticles Efficient for siRNA Delivery into Mouse Leukemia Cells. Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 1040. https://doi.org/10.3390/ijms24021040

Bei small interfering RNAs (siRNA) handelt es sich um doppelsträngige RNA mit einer Länge von 21-25 bp, die in der Lage ist mRNA spezifischer Gene zu binden und diese damit zu inaktivieren. Das macht sie besonders interessant für Gentherapeutika. Allerdings ist die Anwendung von siRNA durch einen fehlenden, effizienten Transport zu den Zielzellen begrenzt insbesondere bei sogenannten festen Tumorzellen wie bei Leukämiezellen. Der Transport von siRNA kann durch virale und nicht-virale Vektoren stattfinden. Virale Vektoren zeigen eine gute Transporteffizienz, allerdings sind sie durch die Gefahr von Mutationen medizinisch zu unsicher. Eine Alternative dazu sind nicht-virale Vektoren, z.B. Liposomen, Polymere oder Polypeptide. Deren Transporteffizienzen sind durch das Aufkommen von Nanopartikeln signifikant verbessert wurden.

Insbesondere Chitosan ist als nicht-viraler Vektor interessant. Durch seine kationischen Eigenschaften ist es in der Lage negativ geladene Oligonukleotide zu binden. Zudem zeigt es eine gute Biokomptabilität, Bioabbaubarkeit und geringe Toxizität. In vorherigen Studien konnte außerdem beobachtet werden das Chitosane im Wirkstofftransport die Stabilität der Wirkstoffe verbessert hatte. Aus diesem Grund wurde in der präsentierten Studie Chitosan (480-776 Da) mit Arginin zu Nanopartikeln (NPs) modifiziert und auf deren Fähigkeit untersucht siRNA zu Maus-L1210-Leukämiezellen zu transportieren. Dafür wurde Chitosan und Arginin physikalisch gemischt, anschließend gefriergetrocknet und die erhaltenden NPs charakterisiert. Um das ideale siRNA-NP-Ratio zu erhalten wurden verschiedene Verhältnisse von siRNA und Arginin-Chitosan NPs (Arg-CS NPs) untersucht.

ERGEBNISSE

  • Arginin wurde erfolgreich kovalent an Chitosan gebunden über EDC/NHS Verfahren, Nachweis über FTIR
  • Arg-CS wurde mittels AFM und TEM als NP identifiziert, sie wiesen eine Größe von 75,76±12,07 nm auf
  • Anhand der Änderung des Zeta-Potentials von 0,57±0,14 mV zu 16,63±1,83 mV konnte nachgewiesen werden, dass Arg-CS NPs in der Lage sind siRNA in vitro über elektrostatische Wechselwirkung einzukapseln
  • Größe Arg-CS NPs siRNA-Komplexe verteilt zwischen 124,83 ± 11.5 nm und 1261,90±438,88 nm
  • gute Biokompatibilität der Arg-CS NPs siRNA-Komplexe im Verhältnis zwischen 20:1 und 50:1 gegenüber L1210-Leukämiezellen
  • erfolgreiche Transfektion von L1210-Zellen durch Knockout der Rhoa-Gene in L1210-Zellen→Transport von siRNA über Arg-CS NPs möglich

Schlussfolgerungen: In der präsentierten Studie wurden erfolgreich Arginin und Chitosan zu Arg-CS-Nanopartikeln synthetisiert. Es wurde gezeigt, dass diese in der Lage sind siRNA erfolgreich einzukapseln und Rhoa siRNA sicher in L1210-Leukämie Zellen zu transportieren.

Link zum Artikel: https://www.mdpi.com/1422-0067/24/2/1040

Chitosane unterschiedlicher Spezifikationen finden Sie bei uns im Shop. Bei Fragen kontaktieren Sie uns gerne per Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein..

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Kongresse und Messen

Treffen Sie uns 2023 auf folgenden Messen:

  • EASO Winterschool 2023, Wittenberg, Deutschland, 15.02.-18.02.2023
  • EUCHIS 2023, Siglufjörður, Island, 11.-14.09.2023
  • EPNOE 2023, Graz, Österreich, 18.09.-22.09.2023
  • Asia Pacific Chitin and Chitosan Symposium 2023, Juju, Süd-Korea, 31.10.-03.11.2023

Zur Vereinbarung von Terminen, bitte kontaktieren Sie Frau Richter über sales(at)medical-chitosan.com

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    Die Herstellung von Chitosan-basierten Nanopartikeln mittels ionotropher Gelierung führt häufig zu einer hohen Batch-zu-Batch Variabilität sowie in einer geringen Reproduzierbarkeit. Eine mögliche Lösung dafür könnte ein kontrolliertes Mischen im mikrofluidischen Maßstab sein. In der hier präsentierten Studie sollen Chitosan-Tripolyphosphat-Nanopartikel mit siRNA, mRNA und β-Galactosidase als Cargo mittel Mikrofluidik hergestellt werden.

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    Augenerkrankungen sind durch natürliche Faktoren wie der Blut-Augen-Barriere, Hornhaut oder dem Tränenfilm schwer zu behandeln. Helfen können dort polymerbasierte Nanopartikel u.a. aus Chitosan um den Wirkstofftransport zu verbessern. In diesem Artikel wollen wir Ihnen ein Review zu diesem Thema zusammenfassen.

  • Presseinformation mRNA-Wirkstoffe: Geschützt zur optimalen Wirkung

    Berlin, Halle, 16.03.2023: Seit Januar dieses Jahres wird im Projekt „Zielwirk“ eine neue Chitosan-Technologie zur effizienten Freisetzung von mRNA-Wirkstoffen entwickelt. Die Technologie soll dafür sorgen, dass Medikamente zur Behandlung schwerer Krankheiten besser vom Körper aufgenommen sowie verarbeitet werden können. Die beteiligten Projektpartner Heppe Medical Chitosan GmbH, FDX Fluid Dynamix GmbH, die Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg sowie das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) werden dabei vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) über drei Jahre mit sechs Millionen Euro gefördert.

  • Katja Richter im wissenschaftlichen Komitee der EUCHIS Konferenz 2023

    Wir freuen uns sehr zu verkünden, dass Katja Richter, CEO der Heppe Medical Chitosan GmbH, in das wissenschaftliche Komitee der EUCHIS 2023 berufen wurde. Die EUCHIS 2023, die internationale Konferenz der Europäischen Chitin-Gesellschaft (EUCHIS 2023) und die 15. Internationale Konferenz über Chitin und Chitosan (15. ICCC) wird vom 11. bis 14. September 2023 in Siglufjörður, Island, stattfinden.

  • HMC bei der ESAO Winterschool 2023 in Lutherstadt Wittenberg

    Vom 15.02. bis 18.02.2023 findet in Lutherstadt Wittenberg die ESAO Winterschool 2023 statt. Organisiert wird die Winterschool vom Fraunhofer Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (IMWS) sowie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Neben Experten und Expertinnen aus der Wissenschaft, werden wir, die Heppe Medical Chitosan GmbH, ebenfalls vertreten sein.

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