Desarrollo de nanopartículas sólidas lipídicas como sistemas de administración de ADN para terapia génica

Abstract

[EN] This work includes the development, characterization and optimization of a gene delivery system based on solid lipid nanoparticles (SLNs) . Formulations were characterized in terms of particle size , surface charge and the ability to protect the DNA from nucleases . Likewise, the efficiency of transfection and cell viability in vitro was assessed in culture cells and transfection capacity in vivo after intravenous administration in BALB/c mice . Lyophilization process was also optimized, and a short- and medium-term stability study was carried out with the lyophilized formulations. The results demonstrated that the in vitro transfection efficiency was dependent on the ratio of cationic lipid DOTAP in SLNs and on the DOTAP tp DNA ratio used to prepare SLN – DNA complexes. Likewise, the ability of the transfection in vitro depends on cell line; it is lower in ARPE-19 cells than in HEK293 . Moreover, the incorporation of the cell-penetrating peptide SAP resulted in an increase in the level of transfection in both cell lines . Furthermore, it is possible to obtain lyophilized SLNs stable for 6 to 9 months when stored at 30 ° C/65 % RH and 25 ° C/60 % RH , respectively. Finally, the study showed that SLNs are able to transfect in vivo after intravenous administration in BALB/c mice, leading to the expression of green fluorescent protein in the liver and spleen, which is maintained for at least 7 days.

[ES] Este trabajo recoge el desarrollo, caracterización y optimización de un sistema de administración de genes basado en nanopartículas sólidas lipídicas (SLNs). Las formulaciones se caracterizaron determinandose el tamaño de partícula, la carga superficial y la capacidad de protección del ADN frente a nucleasas. Así mismo, se evaluó la eficacia de transfección y la viabilidad celular in vitro en cultivos celulares y la capacidad de transfección in vivo tras su administración intravenosa en ratones Balb/c. También se optimizó el proceso de liofilización y se llevó a cabo un estudio de estabilidad a corto y medio plazo de las formulaciones liofilizadas. Los resultados demostraron que la eficacia de transfección in vitro dependía de la proporción de lípido catiónico DOTAP en las SLNs y de la relación DOTAP:ADN utilizada para elaborar los complejos SLN:ADN. Así mismo, la capacidad de transfección in vitro de los vectores dependía de la línea celular, siendo menor en las células ARPE-19 que en las HEK293. Por otro lado, la incorporación del péptido de penetración celular SAP en los vectores produce un incremento en el nivel de transfección en las dos líneas celulares. Además, es posible obtener SLNs liofilizadas estables durante 6 y 9 meses cuando se almacenan a 30 ºC/65%HR y 25 ºC/60%HR, respectivamente. Finalmente, este trabajo demostró que las SLNs son capaces de transfectar in vivo tras su administración intravenosa en ratones Balb/c, dando lugar a la expresión de proteína verde fluorescente en el hígado y en el bazo, que se mantiene durante al menos 7 días.