Durch argininreiche Peptide induzierte transiente fokale Membrandegeneration führt zu deren direkter Penetration in Zellen

Die Endozytose wurde mit der zellulären Aufnahme von argininreichen, zellpenetrierenden Peptiden (CPPs) in Verbindung gebracht. Es gibt jedoch zunehmend Hinweise darauf, dass bestimmte Bedingungen die direkte, nicht-endozytische Penetration argininreicher Peptide durch die Plasmamembran ermöglichen. Wir haben zuvor gezeigt, dass mit Alexa Fluor 488 gekennzeichnetes Dodeca-Arginin (R12-Alexa488) direkt an spezifischen Stellen auf der Plasmamembran in Zellen eindringt und sich anschließend im gesamten Zellinneren verteilt. In dieser Studie fanden wir heraus, dass der Peptideinfluss mit der Bildung einzigartiger, "partikelartiger" multivesikulärer Strukturen auf der Plasmamembran einherging, zusammen mit einer lokalen Inversion der Plasmamembran. Wichtig ist, dass die Konjugation von Dodeca-Arginin (R12) mit Alexa Fluor 488 oder einem von Hämagglutinin abgeleiteten Peptid-Tag (HAtag) die Partikelformation signifikant beschleunigte, was darauf hindeutet, dass die chemischen Eigenschaften der angehängten Moleküle (Frachtmoleküle) zur Translokation des R12-Peptids beitragen können. Die Koinkubation mit R12-HAtag erlaubte es dem membranimpermeablen R4-Alexa488, in Zellen einzudringen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass R12-Peptide, die an hydrophobe Frachtmoleküle angeheftet sind, dynamische morphologische Veränderungen in der Plasmamembran stimulieren und dass diese strukturellen Veränderungen es den Peptiden ermöglichen, die Plasmamembran zu durchdringen. Diese Erkenntnisse könnten einen neuartigen Weg zur Zellpermeabilisierung durch argininreiche Peptide als Mittel zur Arzneimitteldeliverierung bieten.