New insights on the mechanism of polyethylenimine transfection and their implications on gene therapy and DNA vaccines
Notice bibliographique
Résumé
Polyethylenimine (PEI) has been demonstrated as an efficient DNA delivery vehicle both in vitro and in vivo. There is a consensus that PEI-DNA complexes enter the cells by endocytosis and escape from endosomes by the so-called "proton sponge" effect. However, little is known on how and where the polyplexes are de-complexed for DNA transcription and replication to occur inside the cell nucleus. To better understand this issue, we (i) tracked the cell internalization of PEI upon transfection to human epithelial cells and (ii) studied the interaction of PEI with phospholipidic layers mimicking nuclear membranes. Both the biological and physicochemical experiments provided evidence of a strong binding affinity between PEI and the lipidic bilayer. Firstly, confocal microscopy revealed that PEI alone could not penetrate the cell nucleus; instead, it arranged throughout the cytoplasm and formed a sort of aureole surrounding the nuclei periphery. Secondly, surface tension measurements, fluorescence dye leakage assays, and differential scanning calorimetry demonstrated that a combination of hydrophobic and electrostatic interactions between PEI and the phospholipidic monolayers/bilayers led to the formation of stable defects along the model membranes, allowing the intercalation of PEI through the monolayer/bilayer structure. Results are also supported by molecular dynamics simulation of the pore formation in PEI-lipidic bilayers. As discussed throughout the text, these results might shed light on a the mechanism in which the interaction between PEI and the nucleus membrane might play an active role on the DNA release: on the one hand, the PEI-membrane interaction is anticipated to facilitate the DNA disassembly from the polyplex by establishing a competition with DNA for the PEI binding and on the other hand, the forming defects are expected to serve as channels for the entrance of de-complexed DNA into the cell nucleus. A better understanding of the mechanism of transfection of cationic polymers opens paths to development of more efficiency vectors to improve gene therapy treatment and the new generation of DNA vaccines.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,005 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».