Využití nanodiamantových nosičů pro podání genové terapie

Abstract

Nanodiamanty (ND) mohou být použity jako nosiče RNA. Navázání RNA na nanodiamanty a způsob podání komplexu významně mění jejich osud, toxicitu a účinnost v mnohobuněčném systému. Hlavním cílem této práce bylo vyvinout nanodiamantový komplex, sloužící jako nástroj k efektivnímu doručení RNA in vivo. K tomuto účelu jsme vytvořili komplex (NDA135b), který se skládal z ND, polymeru, antisense RNA a transferinu. Našimi dílčími cíli bylo (i) posoudit, zda nádorově specifické potažení povrchu nosiče má vliv na akumulaci NDA135b v nádoru a účinně inhibuje tvorbu onkogenních miR-135b a (ii) pokusit se definovat nespecifické cíle a interakce imunitních buněk. Nejprve jsme testovali toxicitu a účinnost NDA135b ex vivo ve sférách tvořených nádorovými buňkami, kokultivovanými s imunitními buňkami. Zjistili jsme, že NDA135b cílí na nádorové buňky, ale váže se také na granulocyty. Poté jsme použili NDA135b in vivo. Komplex byl podaný intravenózně a intratumorálně do zvířat kmene Balb/c nesoucích nádor. Aplikace NDA135b in vivo vedla k účinném potlačení produkce (knockdown) microRNA-135b v nádorové tkáni bez ohledu na způsob podávání. Pouze v případě intravenózní aplikace se NDA135b dala detekovat v periferní krvi a v moči a snížila granularitu splenocytů. Naše výsledky ukazují, že intratumorální aplikace NDA135b...

Nanodiamonds (ND) serve as RNA carriers with potential for in vivo application. ND coatings and their administration strategy significantly change their fate, toxicity, and effectivity within a multicellular system. Our goal was to develop multiple ND coating for effective RNA delivery in vivo. Our final complex (NDA135b) consisted of ND, polymer, antisense RNA, and transferrin. We aimed (i) to assess if a tumor-specific coating promotes NDA135b tumor accumulation and effective inhibition of oncogenic microRNA-135b and (ii) to outline off-targets and immune cell interactions. First, we tested NDA135b toxicity and effectiveness in tumorospheres co- cultured with immune cells ex vivo. We found NDA135b to target tumor cells, but also to interact with granulocytes. Then, we followed with NDA135b intravenous and intratumoral applications in tumor-bearing animals in vivo. Application of NDA135b in vivo led to the effective knockdown of microRNA-135b in tumor tissue regardless of administration. Only intravenous application resulted in NDA135b circulation in peripheral blood and urine and it decreased granularity of splenocytes. Our data showed that localized intratumoral application of NDA135b represented a suitable and safe approach for in vivo application of nanodiamond- based constructs. Systemic...