Pallonukleiinihapot geeninsiirrossa

Abstract

Geneettisten sairauksien hoito on haastavaa, koska niiden korjaaminen vaatisi solujen geenien toiminnan muuttamista. Geenit ovat kuitenkin suojassa solun sisässä, missä ne säätelevät solun toimintaa. Evoluution johdosta solu on kehittänyt monia suojamekanismeja estääkseen vieraiden geenien sisäänpääsyn soluun, sillä pienetkin muutokset solun geeneissä ja toiminnassa voivat johtaa solun kuolemaan. Yksi näistä suojamekanismeista on solukalvo, joka ei päästä mitä tahansa lävitsensä. Se suojelee solua erityisesti vierasperäisiltä geeneiltä, jotka voisivat muuttaa solun toimintaa. Geeninsiirto on tekniikka, jolla voidaan kuljettaa geenejä ja muita aineita solukalvon lävitse solun sisään. Geeninsiirtomenetelmät voidaan jakaa biologisiin, fysikaalisiin ja kemiallisiin menetelmiin. Tässä työssä keskitytään yhteen kemialliseen geeninsiirtotekniikkaan, pallonukleiinihappoihin.

Pallonukleiinihapot muodostuvat kahdesta komponentista: nanopartikkeliytimestä ja siihen sitoutuneesta tiheästä oligonuklotidivaipasta. Ydin voi olla mikä tahansa nanopartikkeli, ja se määrittää pallonukleiinihapon koon ja muodon. Pallonukleiinihappoja syntetisoidessa oligonukleotidejä adsorboituu ytimen pinnalle itsestään vain hyvin vähän. Suolakäsittelyn ja ultraäänen avulla oligonukleotidit sitoutuvat lähemmäksi toisiaan ytimen pinnalle, jolloin saadaan hyvin tiheä oligonukleotidivaippa. Syntetisoinnin jälkeen pallonukleiinihappoja voidaan karakterisoida monilla eri menetelmillä, kuten DLS-menetelmällä, elektroforeesilla sekä spektrofotometrisillä mittauksilla. Pallonukleiinihapot kulkeutuvat tehokkaasti solun sisään endosytoosilla tiheän oligonukleotidivaippansa ansiosta. Solun sisässä pallonukleiinihapot poistuvat endosytoosissa syntyneestä endosomista ja oligonukleotidivaippa vapauttaa geenit ja muut funktionaaliset ryhmät solulimaan, jolloin ne alkavat ilmentää itseään.

Vastaavien kemiallisten geeninsiirtomenetelmien vertailussa tärkeimmäksi ominaisuudeksi osoittautui tehokas solusisäänotto. Vertailu osoitti, että pallonukleiinihapot pääsevät kaikkein tehokkaimmin solun sisään. Pallonukleiinihapoilla on runsaasti potentiaalia geeninsiirtomenetelmänä, mutta asia vaatii vielä tutkimusta optimaalisen ytimen ja funktionaalisten ryhmien löytämiseksi.