Transfektion von DNA in Innenohrzellen durch funktionalisierte Calciumphosphat-Nanopartikel

Einleitung:

Calciumphosphat-Nanopartikel (CaP-NP) können mit verschiedensten Medikamenten, Proteinen und/oder Nukleinsäuren kombiniert werden und mit diesen Konjugaten ohne weitere Hilfsmittel eine Zellmembran durchdringen. Als Carrier für DNA eignen sie sich damit als äußerst potente Transfektionreagenzien, vergleichbar etwa mit Lipofectamine (R). Bisher gibt es keine Untersuchungen zur Transfektionseffizienz von CaP-NP bezüglich Innenohrzellen. Hierdurch wäre beispielsweise eine langfristige Sekretion von neurotrophen oder anti-inflammatorischen Faktoren im Bereich der Spiralganglienzellen nach einer Cochlea-Implantation möglich.

Material und Methoden:

Es wurden mehrschalige CaP-NP in der Form CaP-DNA-CaP-PEI (Polyethylenimin) mit einer durchschnittlichen Größe von 274nm und 403nm generiert. Als konjugierte DNA wurden das grün fluoreszierende Protein eGFP oder mOrange verwendet. Die Partikel wurden anschließend mit Spiralganglienexplantaten aus neugeborenen Ratten sowie mit HeLa-Zellen ko-kultiviert und nach immunhistochemischer Färbung mikroskopiert und ausgewertet.

Ergebnisse:

Es zeigte sich eine sehr effektive Aufnahme der Nanopartikel-Konjugate in alle Zellen aus dem Spiralganglienexplantat. Eine kleinerer aber signifikanter Anteil dieser Zellen zeigte nach etwa 5 Tagen eine stabile Expression der farbstoffcodierenden DNA.

Schlussfolgerung:

Vor allem Schwann-Zellen, aber auch Fibroblasten und sogar Spiralganglienzellen können mithilfe von CaP-NP DNA aufnehmen und nach ihrer Transfektion ein funktionelles Protein sezernieren. Damit wäre es möglich, eine CI-Elektrode mit funktionalisierten CaP-NP zu beschichten und in der Umgebung der Elektrode Innenohrzellen zur Sekretion von neurotrophen oder antiinflammatorischen Faktoren anzuregen.

Publication History

Publication Date:
23 April 2019 (online)