Key points are not available for this paper at this time.
Lipofectamine-Reagenzien werden weithin als "Goldstandard" für die sichere Abgabe von exogenem DNA oder RNA in Zellen akzeptiert. Trotz dessen bleibt eine zufriedenstellende mechanismenbasierte Erklärung für deren überlegene Wirksamkeit bis jetzt weitgehend aus. Hier wenden wir eine einfache Kombination aus Live-Zell-Bildgebung, Einzelpartikelverfolgung Mikroskopie und quantitativen Transfektions-Effizienz-Assays an lebenden Zellen an, um den intrazellulären Transportmechanismus von Lipofectamine/DNA-Komplexen aufzudecken. Wir stellen fest, dass Lipofectamine im Gegensatz zu alternativen Formulierungen in der Lage ist, aktiven intrazellulären Transport entlang von Mikrotubuli effizient zu vermeiden, sowie die anschließende Einfangung und den Abbau der Ladung innerhalb saurer/digestiver lysosomaler Kompartimente. Dieses Ergebnis wird durch die zufällige Brownsche Bewegung von Lipofectamine-haltigen Vesikeln im Zytoplasma erreicht. Wir zeigen hier, dass die Brownsche Diffusion ein effizienter Weg für Lipofectamine/DNA-Komplexe ist, um metabolischen Abbau zu vermeiden, was zu optimaler Transfektion führt. Im Gegensatz dazu führt der aktive Transport entlang von Mikrotubuli zu DNA-Abbau und folglich zu schlechter Transfektion. Der intrazelluläre Transport, die endosomale Flucht und der lysosomale Abbau erscheinen daher als hochgradig voneinander abhängige Phänomene, so dass sie als eine einzige Barriere auf dem Weg zur effizienten Transfektion betrachtet werden sollten. Tatsächlich sollten sie in ihrer Gesamtheit für die Entwicklung optimierter nicht-viraler Gene abgabeträger bewertet werden.
Cardarelli et al. (Mittwoch) untersuchten diese Frage.