Estudio de la estabilidad de complejos ADN/quitosano en medios biológicos y en presencia de glicosaminoglicanos para la terapia génica

Abstract

Los policationes naturales o sintéticos se utilizan en terapias basadas en ácidos nucleícos debido a que interactúan electrostáticamente con los mismos ácidos nucleicos, los condensan en nanopartículas, los protegen y controlan su entrada a las células. Actualmente, aunque la literatura sobre la formación de nanopartículas conocidas como complejos está bien documentada, pocos estudios se han centrado en su estabilidad en condiciones que corresponden a su entorno extracelular e intracelular. Existen varias teorías que buscan explicar la desestabilización de dichos complejos, seguida por la liberación de los ácidos nucleícos. Una de ellas consiste en el intercambio entre los policationes de estas partículas con polianiones biológicos. El quitosano (pKa ~ 6.5) es un polisacárido natural biodegradable que ha demostrado potencial para el transporte y liberación de genes. Esta tesis de maestría se centra en el estudio de la estabilidad coloidal y la eficiencia de transfección de complejos de ADN/quitosano a diferentes pH y en presencia de medios biológicos, así como en el estudio de la estabilidad de dichos complejos en presencia de polianiones biológicos de tipo glicosaminoglicanos (GAGs). Para realizar este estudio, se seleccionaron cinco muestras de quitosano con diferentes pesos moleculares (PM) y grados de acetilación (GA). Los complejos ADN/quitosano se prepararon a tres relaciones de carga diferentes (R=[N+]/[P-]= 3, 5, 10) y se caracterizaron en términos del tamaño de partícula, índice de polidispersidad (PDI), morfología y carga mediante mediciones de dispersión de luz dinámica, potencial- y microscopías. Los complejos de ADN/quitosano presentaron tamaños de 100 a 300 nm y valores de potencial-de +20 a +70 mV, dependiendo del peso molecular (PM) y grado de acetilación (GA) del quitosano. Se encontró que la estabilidad coloidal de los complejos y la eficiencia de la transfección son afectadas por el pH del medio, así como por la presencia de carbonato, lo cual influye en gran medida en la proliferación celular. Por otra parte, se encontró que la estabilidad coloidal de los complejos de ADN/quitosano en presencia de GAGs depende de la relación de carga de los complejos, así como de la estructura y de la densidad de carga de los glucosaminoglicanos (GAGs). La información obtenida es de gran importancia para identificar las condiciones óptimas, garantizar la estabilidad del quitosano/eGFP y lograr una transfección genética eficiente.