RU2537262C2 - Molecular conjugates with polycationic section and ligand for delivery of dna and rna into cell and cell nucleus - Google Patents

Molecular conjugates with polycationic section and ligand for delivery of dna and rna into cell and cell nucleus Download PDF

Info

Publication number
RU2537262C2
RU2537262C2 RU2009125973/10A RU2009125973A RU2537262C2 RU 2537262 C2 RU2537262 C2 RU 2537262C2 RU 2009125973/10 A RU2009125973/10 A RU 2009125973/10A RU 2009125973 A RU2009125973 A RU 2009125973A RU 2537262 C2 RU2537262 C2 RU 2537262C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dna
cells
nucleic acid
complexes
delivery
Prior art date
Application number
RU2009125973/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009125973A (en
Inventor
Сергей Владимирович БУРОВ
Игорь Альбертович Иванов
Сергей Владимирович Орлов
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Фарма Ген"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Фарма Ген" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Фарма Ген"
Priority to RU2009125973/10A priority Critical patent/RU2537262C2/en
Publication of RU2009125973A publication Critical patent/RU2009125973A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2537262C2 publication Critical patent/RU2537262C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: claimed invention relates to biotechnology and represents molecular conjugates, capable of binding with nucleic acids (DNA or RNA) for their delivery into cells of mammals, expressing transferring receptors. The said molecular conjugates consist of a polycationic sequence, represented by a modified signal of nuclear localisation of the virus SV40 T-antigen, and a ligand. One of two sequences HAIYPRH or THRPPMWSPVWP is used as ligands of cell receptors. Complexes of the molecular conjugate and nucleic acid are used for obtaining medications for genetic therapy or diagnostics of various diseases. To obtain the said complexes solutions of nucleic acid and the molecular conjugate are poured together with a ratio of charges in the reaction medium from 1:0.63 and lower and used for complex formation of solutions with ionic power less than 300 mM.
EFFECT: claimed invention makes it possible to increase the efficiency of delivering genetic constructions into cells.
12 cl, 8 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к области медицины, фармакологии, биотехнологии, генной инженерии, генной терапии, а именно к доставке в клетки ДНК и РНК с терапевтической, диагностической и исследовательской целью.The invention relates to the field of medicine, pharmacology, biotechnology, genetic engineering, gene therapy, namely the delivery of DNA and RNA to cells for therapeutic, diagnostic and research purposes.

Уровень техникиState of the art

В развитии технологий генной терапии слабым местом остается обеспечение эффективной доставки генетических конструкций на основе ДНК и/или РНК внутрь клетки.In the development of gene therapy technologies, the weak point remains to ensure the effective delivery of genetic constructs based on DNA and / or RNA into the cell.

В настоящее время развивается целый ряд подходов, направленных как на повышение эффективности доставки генетических конструкций в клетки, так и обеспечение возможности их целенаправленной доставки только в определенные клетки и ткани.Currently, a number of approaches are being developed aimed both at increasing the efficiency of delivery of genetic constructs to cells, and ensuring the possibility of their targeted delivery only to certain cells and tissues.

Методы доставки генов в клетки млекопитающихMethods for delivering genes to mammalian cells

Плазматические мембраны клеток являются надежным барьером для проникновения чужеродных нуклеиновых кислот - РНК либо ДНК, если, конечно, нуклеиновые кислоты не находятся в вирусных частицах или не захватываются фагоцитирующими клетками. В некоторых случаях все же удается сделать мембрану временно проницаемой для ДНК и РНК, изменяя физическое состояние мембраны (текучесть, целостность). Возможность осуществления таких изменений зависит от ряда факторов: метаболической активности клеток, запаса энергетических веществ, способности к фагоцитозу, стадии жизненного цикла клеток.The plasma membranes of cells are a reliable barrier to the penetration of foreign nucleic acids - RNA or DNA, unless, of course, the nucleic acids are found in viral particles or are not captured by phagocytic cells. In some cases, it is still possible to make the membrane temporarily permeable to DNA and RNA, changing the physical state of the membrane (fluidity, integrity). The possibility of making such changes depends on a number of factors: the metabolic activity of cells, the supply of energy substances, the ability to phagocytosis, and the stage of the cell life cycle.

Если полинуклеотидные последовательности не способны самостоятельно проникать в клетки через плазматическую мембрану, то относительно низкомолекулярные олигодезоксинуклеотиды (ОДН), возможно, составляют исключение. Механизм проникновения ОДН в клетки млекопитающих до конца не изучен, хотя предполагают, что ОДН поглощаются клетками сочетанием адсорбционного эндоцитоза и пиноцитоза, которые отчасти активируются путем связывания ОДН с рецептороподобными белками поверхности клеток широкого спектра тканей (Gewirtz A. M. et al., 1996). Большая часть попавших в клетки ОДН в конечном итоге оказывается в эндосомно/лизосомных везикулах и там гидролизуется ферментами.If polynucleotide sequences are not able to independently penetrate into cells through a plasma membrane, then relatively low molecular weight oligodeoxynucleotides (ONE) may constitute an exception. The mechanism for the penetration of ODN into mammalian cells has not been fully studied, although it is believed that ODN is absorbed by cells by a combination of adsorption endocytosis and pinocytosis, which are partially activated by binding of ODN to receptor-like surface proteins of cells of a wide range of tissues (Gewirtz A. M. et al., 1996). Most of the ODNs that enter the cells end up in endosomal / lysosomal vesicles and are hydrolyzed by enzymes there.

В целом, большую роль в развитии методов генотерапии играет разработка средств и способов переноса "лечащих" генов (в составе векторов экспрессии) в организм, которые должны обеспечить высокую эффективность доставки генетических конструкций, их избирательное попадание в те или иные клетки и ткани, стабильное функционирование трансгенов в клетках при минимальных побочных эффектах: токсическом, воспалительном, иммуногенном и, возможно, мутагенном и онкогенном (Culver K. W., 1994). Кроме того, должны быть учтены и такие факторы, как экономичность создания и использования средств доставки.In general, an important role in the development of gene therapy methods is played by the development of means and methods for transferring “treating” genes (as part of expression vectors) to the body, which should ensure high delivery efficiency of genetic constructs, their selective entry into cells or tissues, and stable functioning transgenes in cells with minimal side effects: toxic, inflammatory, immunogenic, and possibly mutagenic and oncogenic (Culver KW, 1994). In addition, factors such as the cost-effectiveness of creating and using delivery vehicles should be taken into account.

Методы доставки генов в соматические и половые клетки млекопитающих в зависимости от условий обращения с клетками могут быть классифицированы как методы переноса in vitro, ex vivo и in vivo (Culver K. W., 1994). В первом случае (in vitro) доставку гена проводят в культивируемые клетки или ткани млекопитающих, чаще всего в экспериментальных целях, когда мишенью воздействия являются нормальные, мутантные или патологически измененные клетки. Во втором случае (ех vivo) перенос осуществляют в кратковременно культивируемые in vitro клетки, взятые из организма, и после подтверждения факта доставки в них "лечащего" гена клетки возвращают в организм экспериментального животного, донора или больного человека для достижения лечебного эффекта. В третьем случае (in vivo} направленный перенос генов с той же целью проводят непосредственно в клетки или ткани (мишени) живого организма.Methods of gene delivery to somatic and reproductive cells of mammals, depending on the conditions of treatment with the cells, can be classified as in vitro, ex vivo, and in vivo transfer methods (Culver K. W., 1994). In the first case (in vitro), gene delivery is carried out in cultured mammalian cells or tissues, most often for experimental purposes, when the target of exposure is normal, mutant, or pathologically altered cells. In the second case (ex vivo), the transfer is carried out into cells that are briefly cultured in vitro taken from the body, and after the fact of the delivery of the “treating” gene to them, the cells are returned to the body of an experimental animal, donor or sick person to achieve a therapeutic effect. In the third case (in vivo}, directed gene transfer for the same purpose is carried out directly into the cells or tissues (targets) of a living organism.

Другая классификация наиболее распространенных средств доставки векторов экспрессии в клетки основана на способе переноса:Another classification of the most common means of delivering expression vectors into cells is based on the transfer method:

1. Вирусные (рекомбинантные аденовирусы, ретровирусы, аденоассоциированные вирусы, вирусы группы герпеса и осповакцины).1. Viral (recombinant adenoviruses, retroviruses, adeno-associated viruses, herpes viruses and smallpox vaccines).

2. Невирусные биологические (липосомы, катионные липиды; поликатионы; вирусные оболочки, молекулярные конъюгаты; микросферы).2. Non-viral biological (liposomes, cationic lipids; polycations; viral envelopes, molecular conjugates; microspheres).

3. Физико-химические, физические (кальций-фосфатная трансформация клеток in vitro, электропорация, баллистическая процедура, микрокапиллярная инъекция).3. Physico-chemical, physical (calcium-phosphate transformation of cells in vitro, electroporation, ballistic procedure, microcapillary injection).

Перенос генов с помощью рекомбинантных вирусовRecombinant virus gene transfer

Для переноса in vivo можно использовать рекомбинантные ретровирусы, аденовирусы, аденоассоциированные вирусы и вирусы герпеса. Доставка "лечащих" генов в составе рекомбинантных ретровирусов хронологически является одним их первых успешных опытов генотерапии человека. Разрабатываются проекты лечения, по которым ретровирусные частицы инъецируют in vivo с доставкой непосредственно в определенные ткани и органы (представленные пролиферирующими клетками). Кроме того, в некоторых случаях в организм больного инокулируют продуцирующие ретровирус "пакующие" клетки, например, интракраниально (стереотактически) в случае злокачественных опухолей головного мозга. К недостаткам ретровирусного переноса генов следует отнести возникающую при случайной встройке в хромосомы провируса опасность выключения экспрессии жизненно важных генов или активации онкогенов (Temin Н. М., 1990). Кроме того, по не вполне ясным причинам, ретровирусные векторы экспрессии со временем инактивируются, хотя и продолжают сохраняться в интегрированном с хромосомной ДНК виде.Recombinant retroviruses, adenoviruses, adeno-associated viruses and herpes viruses can be used for in vivo transfer. Delivery of “treating” genes as part of recombinant retroviruses is chronologically one of the first successful experiments in human gene therapy. Treatment projects are being developed in which retroviral particles are injected in vivo to be delivered directly to certain tissues and organs (represented by proliferating cells). In addition, in some cases, retrovirus-producing “packaging” cells are inoculated into the patient’s body, for example, intracranially (stereotactically) in case of malignant brain tumors. The disadvantages of retroviral gene transfer include the risk of disabling the expression of vital genes or activation of oncogenes when randomly inserted into the provirus chromosomes (Temin N.M., 1990). In addition, for not clear reasons, retroviral expression vectors inactivate over time, although they continue to be preserved in the form integrated with chromosomal DNA.

Наиболее эффективны в доставке «лечащих» генов в организм млекопитающих рекомбинантные аденовирусы, поскольку инфекционный титр такого вируса может достигать 1010 БОЕ/мл; кроме того, аденовирусы обладают широкой тропностью к различным тканям, а при попадании в клетки их генетический материал вместе с "лечащим" геном перемещается в клеточные ядра, где сохраняется от двух недель до нескольких месяцев (Rosenfeld М. A. et al., 1991). "Лечащий" ген замещает в вирусном геноме область ранних генов аденовируса, вследствие чего такой вирус в клетках теряет способность к размножению и некоторое время спустя разрушается. К недостаткам переноса генов в составе аденовирусов относятся определенная токсичность дефектных вирусных частиц, способных продуцировать некоторые ранние вирусоспецифические белки в организме, и, кроме того, их высокая иммуногенность, что затрудняет повторные курсы лечения. Для снижения токсичности и иммуногенности разрабатывают серии аденовирусных векторов нового поколения, лишенных уже целого ряда вирусных генов (Fisher K. J. et al., 1996), что позволяет избежать синтеза вирусоспецифических белков после доставки "лечащего" гена в организм. В этом случае развитие иммунных реакций задержано и происходит лишь при повторных инъекциях аденовируса. Вирусные частицы вводят в организм внутривенными инъекциями или в виде аэрозоля в дыхательные пути для лечения наследственных дефектов дыхательного эпителия. В частности, для лечения больных муковисцидозом (наследственный дефект гена CFTR) в дыхательные пути пациента в виде аэрозоля вводят рекомбинантный аденовирус, содержащий вектор экспрессии гена CFTR (Zabner J. et al., 1993; Harvey В. G. et al., 1999; Lerondel S. et al., 2001; Davies J. C., 2002; Griesenbach U. et al., 2002; Gaden F. et al., 2004). Разрабатываются проекты по переносу "лечащих" генов в составе рекомбинантных вирусов других видов: аденоассоциированных вирусов (Nomura S. et al., 2004; Tietge U. J. et al., 2004; Oka K. et al., 2001; Kozarsky K. F. et al., 1996; Kobayashi K. et al., 1996; Kozarsky K. F. et al., 1994; Kozarsky K. et al., 1993; Flotte Т. R., 2004), вирусов простого герпеса (Coffin R. S. et al., 1996a; Weir J. P. et al., 1996; Coffin R. S. et al., 1996b; Wang M. et al., 1998; Wolfe D. et al., 2004; Niranjan A. et al., 2004; Goss J. R. et al., 2004; Cao B. et al., 2004; Goins W. F. et al., 2004), вируса осповакцины (Guo Z. S. et al., 2004; Di N. M. et al., 2003; Walther W. et al., 2000).Recombinant adenoviruses are most effective in delivering “treating” genes to mammals, since the infectious titer of such a virus can reach 10 10 PFU / ml; in addition, adenoviruses have a wide tropism to various tissues, and when they enter the cells, their genetic material, together with the “treating” gene, moves to the cell nucleus, where it lasts from two weeks to several months (M. Rosenfeld et al., 1991) . The “treating” gene replaces the region of early adenovirus genes in the viral genome, as a result of which such a virus in the cell loses its ability to reproduce and is destroyed after some time. The disadvantages of gene transfer in adenoviruses include a certain toxicity of defective viral particles that can produce some early virus-specific proteins in the body, and, in addition, their high immunogenicity, which makes repeated treatment difficult. To reduce toxicity and immunogenicity, a series of new generation adenoviral vectors are devised that are already devoid of a number of viral genes (Fisher KJ et al., 1996), which avoids the synthesis of virus-specific proteins after delivery of the “treating” gene to the body. In this case, the development of immune responses is delayed and occurs only with repeated injections of adenovirus. Viral particles are injected into the body by intravenous injection or as an aerosol into the respiratory tract to treat hereditary defects of the respiratory epithelium. In particular, for the treatment of patients with cystic fibrosis (a hereditary defect of the CFTR gene), a recombinant adenovirus containing the CFTR gene expression vector is introduced into the patient's airways (Zabner J. et al., 1993; Harvey B. G. et al., 1999; Lerondel S. et al., 2001; Davies JC, 2002; Griesenbach U. et al., 2002; Gaden F. et al., 2004). Projects are underway to transfer “treating” genes as part of recombinant viruses of other species: adeno-associated viruses (Nomura S. et al., 2004; Tietge UJ et al., 2004; Oka K. et al., 2001; Kozarsky KF et al., 1996; Kobayashi K. et al., 1996; Kozarsky KF et al., 1994; Kozarsky K. et al., 1993; Flotte T. R., 2004), herpes simplex viruses (Coffin RS et al., 1996a; Weir JP et al., 1996; Coffin RS et al., 1996b; Wang M. et al., 1998; Wolfe D. et al., 2004; Niranjan A. et al., 2004; Goss JR et al., 2004; Cao B. et al., 2004; Goins WF et al., 2004), vaccinia virus (Guo ZS et al., 2004; Di NM et al., 2003; Walther W. et al., 2000).

Аденоассоциированный вирус доставляет гены (небольшого размера) в одну из хромосом (19-ю) человека. К преимуществам такой доставки относят относительную легкость последующего удаления вирусного вектора из клеточной ДНК путем коинфекции клеток-мишеней вирусом-хелпером. Ограничением векторов, приготовленных на основе аденоассоциированых вирусов, является относительно низкая вместимость их капсиды для полинуклеотидов - около 5 т.п.н., что делает невозможным перенос крупноразмерных клеточных генов. Недавно появилось сообщение о разработке гибридного вектора, в котором репликативная форма рекомбинантного аденоассоциированного вируса упакована в капсид аденовируса. Емкость такого вектора оказывается существенно выше при сохранении сайт-специфической интегративной способности, присущей аденоассоциированным вирусам (Goncalves M. A. et al., 2004).Adeno-associated virus delivers genes (of small size) to one of the chromosomes (19th) of a person. The advantages of this delivery include the relative ease of subsequent removal of the viral vector from the cell DNA by co-infection of the target cells with the helper virus. A limitation of vectors prepared on the basis of adeno-associated viruses is the relatively low capacity of their capsid for polynucleotides - about 5 kb, which makes the transfer of large cell genes impossible. Recently, there was a message about the development of a hybrid vector in which the replicative form of the recombinant adeno-associated virus is packaged in an adenovirus capsid. The capacity of such a vector is significantly higher while maintaining the site-specific integrative ability inherent in adeno-associated viruses (Goncalves M. A. et al., 2004).

Рекомбинантные герпесвирусы рекомендуется использовать для доставки "лечащих" генов в клетки нервной ткани, в ядрах которых герпесвирусный геном способен длительно сохраняться в латентном состоянии (в виде эписомы) (Flotte Т. R., 2004; Coffin R. S. et al., 1996; Weir J. P. et al., 1996; Coffin R. S. et al., 1996; Wang M. et al., 1998; Gregorevic P. et al., 2004; Gruchala M. et al., 2004). Рекомбинантные вирусы вакцины (геном которых локализуется в цитоплазме) используют для процедуры молекулярного вакцинирования организма продуктами экспрессии чужеродных генов (Walther W. et al., 2000; Di N. M. et al., 2003; Guo Z. S. et al., 2004).Recombinant herpes viruses are recommended for delivery of “treating” genes to cells of the nervous tissue, in the nuclei of which the herpes virus genome can persist for a long time in a latent state (as an episoma) (Flotte T. R., 2004; Coffin RS et al., 1996; Weir JP et al., 1996; Coffin RS et al., 1996; Wang M. et al., 1998; Gregorevic P. et al., 2004; Gruchala M. et al., 2004). Recombinant vaccine viruses (whose genome is localized in the cytoplasm) are used for the molecular vaccination of the body with products of the expression of foreign genes (Walther W. et al., 2000; Di N. M. et al., 2003; Guo Z. S. et al., 2004).

Невирусные системы переноса геновNon-viral gene transfer systems

Голая плазмидная ДНК быстро деградирует под действием нуклеаз плазмы, что является серьезным препятствием при проведении трансфекций (Hashida M. et al., 1996; Crook K. et al., 1996). Эта проблема частично решается конденсацией ДНК позитивно зараженными молекулами, что защищает ДНК от действия нуклеаз (Sandgren S. et al., 2004; Wiethoff C.M. and Middaugh C.R., 2003; Luo D. and Saltzman W.M., 2000). He менее важная задача для невирусных систем - облегчение преодоления плазматической мембраны. Основным путем проникновения в клетку ДНК с помощью невирусных систем доставки является эндоцитоз. В большинстве случаев проникновение идет за счет клатрин- и кавеолин-независимого эндоцитоза, а также клатрин-независимого и адсорбционного эндоцитоза (Takei K. et al., 2001; Nichols B.J. et al., 2001). В некоторых типах клеток проникновение реализуется по механизму макропиноцитоза или фагоцитоза для достаточно крупных частиц (Apodaca G., 2001) (рис.2-11).Naked plasmid DNA is rapidly degraded by plasma nucleases, which is a serious obstacle to transfection (Hashida M. et al., 1996; Crook K. et al., 1996). This problem is partially solved by the condensation of DNA by positively infected molecules, which protects the DNA from the action of nucleases (Sandgren S. et al., 2004; Wiethoff C.M. and Middaugh C.R., 2003; Luo D. and Saltzman W.M., 2000). A less important task for non-viral systems is to facilitate the passage of the plasma membrane. The main pathway for DNA to enter a cell using non-viral delivery systems is endocytosis. In most cases, penetration is due to clathrin- and caveolin-independent endocytosis, as well as clathrin-independent and adsorption endocytosis (Takei K. et al., 2001; Nichols B.J. et al., 2001). In some types of cells, penetration is realized by the mechanism of macropinocytosis or phagocytosis for fairly large particles (Apodaca G., 2001) (Fig. 2-11).

Впервые невирусные средства доставки были применены более 20 лет назад. Системы доставки генетических векторов должны выполнять несколько функций: связываться с доставляемым генетическим материалом, упаковывая ДНК и обеспечивая не только проникновение сквозь мембрану, но и защиту ДНК как до попадания в клетку, так и непосредственно после трансфекции, обеспечивая выход из лизосомных компартментов, сохранение в цитоплазме и транслокацию в ядро клетки. Преодоление не только плазматической мембраны, но и избежание лизосомной деградации введенной ДНК является весьма сложной задачей.Non-viral delivery vehicles were first used more than 20 years ago. The delivery systems of genetic vectors must perform several functions: to bind to the delivered genetic material, packaging DNA and providing not only penetration through the membrane, but also protecting the DNA both before it enters the cell and immediately after transfection, ensuring exit from the lysosomal compartments, preservation in the cytoplasm and translocation to the cell nucleus. Overcoming not only the plasma membrane, but also avoiding the lysosomal degradation of the introduced DNA is a very difficult task.

Известно, физиологические концентрации солей и белков в сыворотке крови существенно влияют на физико-химические свойства невирусных носителей и часто приводят к снижению или полной потере их свойств, что на данный момент сильно ограничивает применение таких систем in vivo (Molas M. et al., 2003; Ignatovich I. et al., 2003). В настоящее время ведутся активные исследования по разработке невирусных средств доставки, эффективных in vivo.It is known that physiological concentrations of salts and proteins in blood serum significantly affect the physicochemical properties of non-viral carriers and often lead to a decrease or complete loss of their properties, which currently severely limits the use of such systems in vivo (Molas M. et al., 2003 ; Ignatovich I. et al., 2003). Active research is currently underway to develop non-viral delivery vehicles that are effective in vivo.

Катионные липидыCationic lipids

Первая удачная трансфекция с использованием катионных липидов (липоплекс) была проведена в 1987 году (Feigner P.L. et al. 1987). С тех пор этот метод нашел широкое применение не только в исследовательских целях, но и в клинических протоколах (Nabel G.J. et al., 1990). Его использование является относительно безопасным и простьм методом для локальной доставки в низких дозах (Li S. et al., 2000).The first successful transfection using cationic lipids (lipoplex) was carried out in 1987 (Feigner P.L. et al. 1987). Since then, this method has been widely used not only for research purposes, but also in clinical protocols (Nabel G.J. et al., 1990). Its use is a relatively safe and simple method for local delivery in low doses (Li S. et al., 2000).

Основным компонентом мембран липосом являются фосфолипиды. Кроме того, для стабилизации частиц во внеклеточной среде в состав вводят 40-50 мол. % холестерина. Тропность липосом к клеткам разных типов зависит от заряда, который можно изменять варьированием фосфолипидного состава и различными добавками (Ropert С.1999).The main component of liposome membranes are phospholipids. In addition, to stabilize the particles in the extracellular medium, 40-50 mol. % cholesterol. The tropism of liposomes to cells of different types depends on the charge, which can be changed by varying the phospholipid composition and various additives (Ropert P.1999).

Взаимодействие ДНК с катионными липосомами - это самопроизвольный процесс, инициирующийся ДНК-опосредованным слиянием липосом и крупномасштабной липидной реаранжировкой. Однако при образовании ДНК-липосомного комплекса не происходит конденсации ДНК (Li S. et al., 2000, Zuidam N. J. and Barenholz Y., 1998).The interaction of DNA with cationic liposomes is a spontaneous process initiated by DNA-mediated liposome fusion and large-scale lipid rearrangement. However, DNA condensation does not occur during the formation of the DNA liposome complex (Li S. et al., 2000, Zuidam N. J. and Barenholz Y., 1998).

ДНК-липосомный комплекс относительно легко проникает в клетки в результате электростатической адсорбции позитивно заряженной мембраны липосом с плазматической мембраной эукаротической клетки или идет с участием эндоцитоза (Li S, et al., 2000; Zuidam N. J. et al., 1998; Smith R. M. and Wu G. Y. 1999). В ряде случаев существенную роль в проникновении комплексов ДНК с катионными липидами в нефагоцитирующие культивируемые клетки млекопитающих играет клатрин-опосредованный эндоцитоз (Zuhom I. S. et al., 2002). Молекулы клеточной поверхности, отвечающие за взаимодействие с липоплексом, еще не полностью изучены, однако известно, что важную роль в этом процессе играют протеогликаны клеточной поверхности (Scherman D. et al., 1998, Singh M., 1999).The DNA-liposome complex penetrates into cells relatively easily as a result of electrostatic adsorption of a positively charged liposome membrane with the plasma membrane of a eukarotic cell or occurs with the participation of endocytosis (Li S, et al., 2000; Zuidam NJ et al., 1998; Smith RM and Wu GY 1999). In some cases, clathrin-mediated endocytosis plays a significant role in the penetration of DNA complexes with cationic lipids into non-phagocytosed cultured mammalian cells (Zuhom I. S. et al., 2002). Molecules of the cell surface responsible for the interaction with the lipoplex are not yet fully understood, however, it is known that proteoglycans of the cell surface play an important role in this process (Scherman D. et al., 1998, Singh M., 1999).

Возможность применения катионных липидов не зависит от пролиферативной активности клеток, благодаря чему липоплекс может использоваться для трансформации неделящихся или медленно пролиферирующих клеток (Zuidam N. J. et al., 1998). Недостатком этого метода является деградация значительной части чужеродной ДНК под действием лизосомных гидролаз, а также токсичность при использовании в высоких дозах (Erbacher P. et al., 1996). Освобождение из эндосомальных компартментов в большинстве случаев достигается за счет повреждения мембраны эндосомы путем замещения части липидных компонентов между мембранами липосомы и эндосомы (Хи Y. and Szoka F. С., 1996). В соответствии с данной моделью анионные липиды эндосомальной везикулы взаимодействуют с катионными липидами липосом по «флип-флоп» механизму, обеспечивая частичное слияние мембран и высвобождение ДНК. С этим хорошо согласуются данные об увеличении эффективности трансфекции при добавлении к комплексам катионные липиды-ДНК нейтральных DOPE липидов, облегчающих слияние мембран (Hui S. et al., 1996; Farhood H. et al., 1995).The possibility of using cationic lipids does not depend on the proliferative activity of cells, so that lipoplex can be used to transform non-dividing or slowly proliferating cells (Zuidam N. J. et al., 1998). The disadvantage of this method is the degradation of a significant part of foreign DNA under the action of lysosomal hydrolases, as well as toxicity when used in high doses (Erbacher P. et al., 1996). The release from endosomal compartments in most cases is achieved due to damage to the membrane of the endosome by replacing part of the lipid components between the membranes of the liposome and endosome (Chi Y. and Szoka F. C., 1996). In accordance with this model, anionic lipids of the endosomal vesicles interact with cationic lipids of liposomes via the “flip-flop” mechanism, providing partial membrane fusion and DNA release. This is in good agreement with the data on an increase in the transfection efficiency upon addition of neutral DOPE lipids to cationic lipid-DNA complexes facilitating membrane fusion (Hui S. et al., 1996; Farhood H. et al., 1995).

Молекулярные конъюгатыMolecular Conjugates

Молекулярные конъюгаты представляют собой поликатионы, в большинстве случаев ковалентно сцепленные с лигандами клеточных рецепторов (Fajac I. et al., 2000). По сравнению с катионными липидами молекулярные конъюгаты более эффективно конденсируют ДНК в компактные структуры, что увеличивает стабильность комплексов и, в ряде случаев, способствует ядерной локализации переносимых генетических конструкций (Rudolph С. et al., 2000). В настоящее время создано и активно используется несколько различных типов молекулярных конъюгатов, на основе таких поликатионов как поли-L-лизин, полиэтиленимин и другие (Nolan G.P. et al., 1998; Kost T.A., 1999; Fajac I. et al., 2000; Rudolph C. et al., 2000).Molecular conjugates are polycations, in most cases covalently linked to ligands of cell receptors (Fajac I. et al., 2000). Compared to cationic lipids, molecular conjugates more efficiently condense DNA into compact structures, which increases the stability of complexes and, in some cases, promotes nuclear localization of transferred genetic constructs (Rudolph C. et al., 2000). Currently, several different types of molecular conjugates have been created and are actively used, based on polycations such as poly-L-lysine, polyethyleneimine and others (Nolan GP et al., 1998; Kost TA, 1999; Fajac I. et al., 2000; Rudolph C. et al., 2000).

Поликатионы легко ассоциируют с ДНК в растворе благодаря электростатическим взаимодействиям позитивно заряженных аминогрупп и отрицательно заряженных фосфатных групп ДНК. Размер формирующегося комплекса в значительной степени зависит от используемого лиганда (Rudolph С.et al., 2000). Как правило, образуется структура с диаметром менее 80-100 нм (Fajac I. et al., 2000), что позволяет использовать такой комплекс для доставки ДНК в различные типы клеток, т.к. большинство их имеют размер первичных эндосомальных компартметов 100-120 нм. (Cristano R.J. et al., 1995). Комплекс ДНК-конъюгат избирательно связывается клеточными рецепторами, с помощью лигандного участка конъюгата и переносится внутрь клетки рецептор-опосредованным эндоцитозом (Smith R.M., 1999; Gottschalk S. et al., 1996, Zeiphati 0. et al., 1998). В качестве лигандов к поверхностным клеточным рецепторам часто используют молекулы аксиалогликопротеинов, инсулина, трансферрина, эпидермального ростового фактора и др. белков, а также низкомолекулярные соединения (гликозидные остатки и др.) (Yanagihara K. et al., 2000).Polycations are easily associated with DNA in solution due to electrostatic interactions of positively charged amino groups and negatively charged phosphate groups of DNA. The size of the complex being formed largely depends on the ligand used (Rudolph C. et al., 2000). As a rule, a structure is formed with a diameter of less than 80-100 nm (Fajac I. et al., 2000), which allows the use of such a complex for the delivery of DNA to various types of cells, because most of them have a size of primary endosomal compartments of 100-120 nm. (Cristano R. J. et al., 1995). The DNA conjugate complex selectively binds to cellular receptors using the ligand portion of the conjugate and is transferred into the cell by receptor-mediated endocytosis (Smith R.M., 1999; Gottschalk S. et al., 1996, Zeiphati 0. et al., 1998). The molecules of axialoglycoproteins, insulin, transferrin, epidermal growth factor, and other proteins, as well as low molecular weight compounds (glycoside residues, etc.) are often used as ligands for surface cell receptors (Yanagihara K. et al., 2000).

Главное ограничение, возникающее при использовании поликатионных носителей - это быстрая инактивация и исчезновение из кровеносного русла при системном введении, что объясняется двумя основными причинами - агрегацией и абсорбцией белками сыворотки в условиях in vivo (Dash P.R. et al., 1999; Ogris M. et al., 1999).The main limitation that arises when using polycationic carriers is the rapid inactivation and disappearance from the bloodstream during systemic administration, due to two main reasons - aggregation and absorption of serum proteins in vivo (Dash PR et al., 1999; Ogris M. et al. ., 1999).

При образовании комплекса электростатические взаимодействия между молекулой ДНК и поликатионным носителем приводят к образованию частицы, имеющей нейтральный заряд, что позволяет частицам легко агрегировать в водных растворах. Для снижения агрегации комплексов и их инактивации при добавлении в культуральную среду или системном введении в организм используют следующие подходы: «стерическую стабилизацию», добавляя молекулы полимера, в частности, полиэтиленгликоля (ПЭГ), предохраняющие от слипания, к которым в большинстве случаев присоединены лиганды, обеспечивающие специфическое взаимодействие с клеточными рецепторами. Еще один подход к повышению устойчивости комплексов - «электростатическая стабилизация». В этом случае образующиеся комплексы обладают положительным или отрицательным зарядом, что блокирует их слипание за счет электростатического отталкивания (Molas M. et al., 2003). Такие системы приобретают большую стабильность в присутствии солевых растворов и белков сыворотки (Ahn С.Н. et al., 2002; Oupicky D. et al., 2002). Аналогичные системы используются не только для поликатионных носителей (Ahn et al., 2002; Harada-Shiba et al., 2002; Oupicky et al., 2002), но также для систем на основе катионных липидов (Kamps et al., 2000; Ng et al., 2000; Carrion et al., 2001; Bendas et al., 2003).In the formation of the complex, electrostatic interactions between the DNA molecule and the polycationic carrier lead to the formation of a particle having a neutral charge, which allows the particles to be easily aggregated in aqueous solutions. To reduce the aggregation of complexes and their inactivation when added to the culture medium or systemically introduced into the body, the following approaches are used: "steric stabilization" by adding polymer molecules, in particular polyethylene glycol (PEG), which prevent adhesion, to which in most cases ligands are attached, providing specific interaction with cellular receptors. Another approach to improving the stability of complexes is “electrostatic stabilization”. In this case, the resulting complexes have a positive or negative charge, which blocks their adhesion due to electrostatic repulsion (Molas M. et al., 2003). Such systems become more stable in the presence of saline solutions and serum proteins (Ahn, C.N. et al., 2002; Oupicky D. et al., 2002). Similar systems are used not only for polycationic carriers (Ahn et al., 2002; Harada-Shiba et al., 2002; Oupicky et al., 2002), but also for systems based on cationic lipids (Kamps et al., 2000; Ng et al., 2000; Carrion et al., 2001; Bendas et al., 2003).

Комплекс ДНК-конъюгат, не имеющий никаких молекулярных сигналов, попадая в клетку, существует в ней непродолжительное время (24-48 ч) и разрушается в лизосомах (Subramanian А. et al., 1999, Cristano R.J. et al., 1995). В связи с этим многие конъюгаты часто содержат молекулярные сигналы дестабилизации эндосомных мембран (такие как амфипатические пептиды вирусного происхождения, способные при снижении рН дестабилизировать эндосомы и способствовать выходу комплексов ДНК-конъюгат в цитоплазму) или (и) сигналы ядерной транслокации, что способствует проникновению чужеродной ДНК в ядро и сохранению ее в виде эписом продолжительное время (Colin М. et al., 2000, Yanagihara K. et al., 2000).The DNA conjugate complex, which does not have any molecular signals, enters the cell, exists in it for a short time (24-48 hours) and is destroyed in lysosomes (Subramanian A. et al., 1999, Cristano R.J. et al., 1995). In this regard, many conjugates often contain molecular signals of destabilization of endosomal membranes (such as amphipathic peptides of viral origin, capable of destabilizing endosomes at lower pH and facilitate the release of DNA conjugate complexes into the cytoplasm) or (i) nuclear translocation signals, which facilitates the penetration of foreign DNA into the nucleus and its preservation as an episode for a long time (Colin M. et al., 2000, Yanagihara K. et al., 2000).

Некоторые молекулярные конъюгаты могут использоваться без применения дополнительных эндосомодестабилизирующих компонентов. Показано, что лизосомоопосредованная деградация комплексов ДНК с конъюгатами, синтезированными на основе полиэтиленимина, существенно ниже, чем при использовании в качестве поликатиона поли-L-лизина. По-видимому, отмеченное обстоятельство связано с буферными свойствами полиэтиленимина (Li S., Huang L. 2000, Nguyen H-K., et al., 2000). Точный механизм, обеспечивающий освобождение ДНК из эндосомных компартментов, недостаточно исследован, однако по мнению некоторых авторов основан на буферизации содержимого лизосом за счет иминогрупп полиэтиленимина, и на действии иминогрупп в качестве протонных акцепторов (эффект «протонной губки») (Kichler et al., 2001). Остается не ясным, вызывает ли ингибирование созревания эндосом непосредственное повреждение их мембраны и освобождение комплекса из поздних эндосом, или повышает вероятность выхода их содержимого за счет затягивания созревания эндосом, хотя, возможно, на практике реализуются обе эти гипотезы (Molas М. et al., 2003).Some molecular conjugates can be used without the use of additional endosomal destabilizing components. It was shown that lysosome-mediated degradation of DNA complexes with conjugates synthesized based on polyethyleneimine is significantly lower than when using poly-L-lysine as a polycation. Apparently, this circumstance is associated with the buffering properties of polyethyleneimine (Li S., Huang L. 2000, Nguyen H-K., Et al., 2000). The exact mechanism that ensures the release of DNA from endosomal compartments has not been sufficiently studied, however, according to some authors, it is based on buffering the contents of lysosomes due to the imino groups of polyethyleneimine, and on the action of imino groups as proton acceptors (the effect of the “proton sponge”) (Kichler et al., 2001 ) It remains unclear whether the inhibition of endosome maturation causes direct damage to their membrane and the release of the complex from late endosomes, or increases the likelihood of their contents coming out by delaying endosome maturation, although both these hypotheses may be implemented in practice (Molas M. et al., 2003).

Существует большое число работ, в которых тестируются различные стратегии, увеличивающие эффективность освобождения комплексов из эндосомных компартментов, как за счет ингибирования деградации, так и за счет введения специфических доменов обеспечивающих дестабилизацию везикул (например некоторые порообразующие пептиды) (Yessine M-A. and Leroux J.-C., 2004.). Например использование хлорокина с различными комплексами ДНК/поликатион, в том числе поли-Ь-лизином и полиэтиленамином, обеспечивает увеличение рН и, как следствие, ингибирует гидролитическую активность лизомных энзимов (Gotten М. et al., 1990; Fajac I. et al., 2000; Zanta M.A. et al., 1997).There are a large number of works in which various strategies are tested that increase the efficiency of complex release from endosomal compartments, both by inhibiting degradation and by introducing specific domains that destabilize vesicles (for example, some pore-forming peptides) (Yessine MA. And Leroux J.- C., 2004.). For example, the use of chloroquine with various DNA / polycation complexes, including poly-L-lysine and polyethyleneamine, provides an increase in pH and, as a result, inhibits the hydrolytic activity of lysome enzymes (Gotten M. et al., 1990; Fajac I. et al. , 2000; Zanta MA et al., 1997).

Несмотря на значительное увеличение эффективности трансфекции, применение агентов, повреждающих эндосомы, в значительной степени нарушает работу клетки, ингибируя рециркуляцию рецепторов на плазматическую мембрану и оказывая сильный токсический эффект (Molas М. et al., 2003).Despite a significant increase in transfection efficiency, the use of endosome damaging agents significantly disrupts cell function, inhibiting the recirculation of receptors on the plasma membrane and exerting a strong toxic effect (Molas M. et al., 2003).

К недостаткам существующих молекулярных конъюгатов, синтезированных, в основном, на основе поли-L-лизина или полиэтиленимина, следует отнести их токсичность, что ограничивает использование комплексов в высоких концентрациях (Gottschalk S. et al., 1996), а так же недостаточно высокую эффективность доставки экзогенной ДНК.The disadvantages of existing molecular conjugates synthesized mainly on the basis of poly-L-lysine or polyethyleneimine include their toxicity, which limits the use of complexes in high concentrations (Gottschalk S. et al., 1996), as well as insufficiently high efficiency exogenous DNA delivery.

Весьма перспективным представляется применение для синтеза молекулярных конъюгатов низкомолекулярных лигандов и катионных носителей. По сравнению с белковьми молекулами, использование низкомолекулярных соединений позволяет повысить соотношение лиганд / ДНК, а так же существенно снизить размеры формируемого комплекса. Последнее является чрезвычайно важным, т.к. компактные комплексы (с диаметром 10-30 нм) способны самостоятельно проникать в ядро, что способствует длительной и эффективной экспрессии гена интереса (Erbacher P. et al., 1996).It seems very promising to use low molecular weight ligands and cationic carriers for the synthesis of molecular conjugates. Compared with protein molecules, the use of low molecular weight compounds can increase the ligand / DNA ratio, as well as significantly reduce the size of the formed complex. The latter is extremely important since compact complexes (with a diameter of 10-30 nm) are able to independently penetrate into the nucleus, which contributes to the long-term and effective expression of the gene of interest (Erbacher P. et al., 1996).

Таким образом, из всех существующих на сегодняшний день невирусных способов доставки генов в организм млекопитающих, только молекулярные конъюгаты потенциально удовлетворяют одному из важных критериев для разработки систем переноса генов в опухолевые клетки человека - обеспечивать адресную доставку ДНК в клетки-мишени.Thus, of all the non-viral methods for delivering genes into the mammalian organism that exist today, only molecular conjugates potentially satisfy one of the important criteria for developing systems for transferring genes into human tumor cells - to ensure targeted delivery of DNA to target cells.

Лиганды трансферринового рецептораTransferrin receptor ligands

Невирусная генотерапия заживления поверхностных повреждений млекопитающих предполагает создание молекулярных конъюгатов, способных эффективно доставлять гены митогенных факторов роста в клетки тканей, непосредственно окружающих места повреждений, прежде всего, в фибробласты кожи. Удачным кандидатом на роль рецептора, связывающего комплексы ДНК/конъюгат и обеспечивающиго их интернализацию клетками, является рецептор трансферрина.Non-viral gene therapy for the healing of superficial damage to mammals involves the creation of molecular conjugates that can efficiently deliver the genes of mitogenic growth factors to tissue cells directly surrounding the lesion sites, primarily to skin fibroblasts. Transferrin receptor is a successful candidate for the role of a receptor that binds DNA / conjugate complexes and ensures their internalization by cells.

Рецептор трансферрина человека активно изучается в качестве модели рецептор-опосредованного эндоцитоза (Thorstensen K. and Romslo I., 1993; Ponka P. and Lok C. N., 1999), как маркер пролиферации клеток (Ponka P. and Lok С.N., 1999; Inoue Т. et al., 1993) и как мишень для доставки в клетки различных фармакологических препаратов (Jones A. R. and Shusta E. V., 2007). Он представляет собой димер из двух идентичных трансмембранных гликопротеинов с молекулярной массой 95 кД, сцепленных ковалентно за счет межмолекулярных дисульфидных связей. Основная часть железа, поступающего в клетки, поглощается с участием рецептора трансферрина. Лигандом для рецептора трансферрина является трансферрин - внеклеточный транспортный белок с молекулярной массой 80 кД, способный эффективно связывать четыре иона Fe3+ (Ponka P. and Lok С.N., 1999). Особенностью трансферрина является изменение конформации при взаимодействии с ионами железа, что, как считается, является критичным для взаимодействия с рецептором (Ponka P. and Lok С.N., 1999). Экспрессия рецептора трансферрина происходит во всех клетках и тканях организма, но уровень экспрессии в разных тканях варьирует (Davies M. et al., 1981; Enns С.А., 1982). Максимальная экспрессия наблюдается в активно пролиферирующих клетках (10000-100000 молекул на клетку), тогда как неделящиеся клетки содержат всего несколько молекул рецепторов (Inoue T. et al., 1993).The human transferrin receptor is being actively studied as a model of receptor-mediated endocytosis (Thorstensen K. and Romslo I., 1993; Ponka P. and Lok CN, 1999) as a marker of cell proliferation (Ponka P. and Lok C.N., 1999; Inoue, T. et al., 1993) and as a target for the delivery of various pharmacological agents to cells (Jones AR and Shusta EV, 2007). It is a dimer of two identical transmembrane glycoproteins with a molecular weight of 95 kDa, linked covalently due to intermolecular disulfide bonds. The bulk of the iron entering the cells is absorbed by the transferrin receptor. Transferrin receptor ligand is transferrin, an extracellular transport protein with a molecular weight of 80 kDa, capable of efficiently binding four Fe 3+ ions (Ponka P. and Lok C.N., 1999). A feature of transferrin is a change in conformation upon interaction with iron ions, which is believed to be critical for interaction with the receptor (Ponka P. and Lok C.N., 1999). Transferrin receptor expression occurs in all cells and tissues of the body, but the level of expression in different tissues varies (Davies M. et al., 1981; Enns S.A., 1982). Maximum expression is observed in actively proliferating cells (10,000-100,000 molecules per cell), while non-dividing cells contain only a few receptor molecules (Inoue T. et al., 1993).

Широкое распространение получило использование конъюгатов на основе трансферрина для доставки в клетки различных фармакологических препаратов. В частности, в литературе имеются сообщения об успешной доставке в опухолевые клетки цитотоксического агента доксорубицина, ковалентно сцепленного с трансферрином (Yeh С.J. G. and Faulk W. P., 1984; Barabas K. et al., 1992; Sizensky J. A. et al., 1992; Berczi A. et al., 1993a; Berczi A. et al., 1993b), доставки в клетки сплавленных белков, представляющих собой трансферрин, сцепленный с терапевтическими полипептидами (АН S. А. et al., 1999а; All S. A. et al., 1999b), переносе генов с помощью молекулярных конъюгатов трансферрин-полилизин в различные культивируемые клетки млекопитающих (Wagner E. et al., 1991; Strydom S. et al., 1993; Taxman D. J. et al., 1993; Schwarzenberger P. et al., 2001). В целях генотерапии трансферрин используется не только в составе молекулярных конъюгатов с полилизином, но и в комплексе с катионными липидами (Penacho N. et al., 2008), в составе наночастиц на основе катионных липидов и др. (Abela R. А. et al., 2008). Особенностью всех выше перечисленных систем переноса генов является использование в качестве лиганда природного трансферрина. Этот подход имеет существенные недостатки. Во-первых, результирующий комплекс ДНК/конъюгат обладает большим размером (более 100 нм), что затрудняет выход ДНК из эндосом и перенос в ядро (см. выше). Во-вторых, афинность взаимодействия трансферрина с рецептором очень сильно зависит от насыщения трансферрина ионами железа, что затрудняет получение транфекционно активных комплексов конъюгат-ДНК. Вместе с тем, в литературе имеется сообщение об обнаружении методом фагового дисплея пептидных лигандов, способных высокоаффинно взаимодействовать с рецептором трансферрина и индуцировать его интернализацию (Lee J. H. et al., 2001).The widespread use of conjugates based on transferrin for delivery to cells of various pharmacological preparations. In particular, there are reports in the literature about the successful delivery to the tumor cells of the cytotoxic agent doxorubicin covalently linked to transferrin (Yeh C. JG and Faulk WP, 1984; Barabas K. et al., 1992; Sizensky JA et al., 1992; Berczi A. et al., 1993a; Berczi A. et al., 1993b), delivery to the cells of fused proteins that are transferrin linked to therapeutic polypeptides (AN S. A. et al., 1999a; All SA et al., 1999b), gene transfer using transferrin-polylysine molecular conjugates to various cultured mammalian cells (Wagner E. et al., 1991; Strydom S. et al., 1993; Taxma n D. J. et al., 1993; Schwarzenberger P. et al., 2001). For gene therapy purposes, transferrin is used not only as part of molecular conjugates with polylysine, but also as a complex with cationic lipids (Penacho N. et al., 2008), as part of nanoparticles based on cationic lipids, etc. (Abela R. A. et al ., 2008). A feature of all of the above gene transfer systems is the use of natural transferrin as a ligand. This approach has significant drawbacks. First, the resulting DNA / conjugate complex has a large size (more than 100 nm), which makes it difficult for DNA to escape from endosomes and transfer to the nucleus (see above). Secondly, the affinity of the interaction of transferrin with the receptor depends very much on the saturation of transferrin with iron ions, which makes it difficult to obtain transfectionally active conjugate-DNA complexes. At the same time, there is a report in the literature on the detection by the phage display method of peptide ligands capable of interacting highly with the transferrin receptor and inducing its internalization (Lee J. H. et al., 2001).

В последние годы появилось множество публикаций о свойствах пептидов HAIYPRH и THRPPMWSPVWP. Данные пептиды были обнаружены сразу в нескольких лабораториях, использующих фаговую библиотеку гептапептидов. Показано наличие у данных пептидов различных свойств, в том числе способность к интернализации в клетку в качестве лиганда рецептора трансферрина.In recent years, there have been many publications on the properties of HAIYPRH and THRPPMWSPVWP peptides. These peptides were discovered at once in several laboratories using a phage library of heptapeptides. The presence of various properties of these peptides was shown, including the ability to internalize into the cell as a transferrin receptor ligand.

Показана возможность связывания с мышцами целого ряда пептидов, в том числе и HAIYPRH (US Patent 6,329,501 - Methods and compositions for targeting compounds to muscle, 2001)The possibility of binding to the muscles of a number of peptides, including HAIYPRH (US Patent 6,329,501 - Methods and compositions for targeting compounds to muscle, 2001), has been shown.

В серии патентов и публикаций группы авторов показано использование пептида HAIYPRH и THRPPMWSPVWP для доставки в клетки различных агентов.A series of patents and publications of a group of authors shows the use of the HAIYPRH and THRPPMWSPVWP peptides for delivery of various agents to cells.

В патенте (US Patent 6743893 - Receptor-mediated uptake ofpeptides that bind the human transfemn receptor) описываются свойства этих двух пептидов, HAIYPRH и THRPPMWSPVWP, но патентуется только THRPPMWSPVWP. Он рассматривается в качестве лиганда трансферринового рецептора, обеспечивающего путем интернализации доставку в клетку различных агентов, таких как антигены, химиотерапевтические вещества, различные метки (флуоресцирующие или имеющие окраску). Однако в формуле данного патента отсутствует пункт о доставке в клетку ДНК или РНК, не кодирующих последовательность THRPPMWSPVWP для целей генной терапии.U.S. Patent 6,743,893 - Receptor-mediated uptake ofpeptides that bind the human transfemn receptor) describes the properties of these two peptides, HAIYPRH and THRPPMWSPVWP, but only THRPPMWSPVWP is patented. It is considered as a ligand of the transferrin receptor, which ensures, by internalization, the delivery of various agents to the cell, such as antigens, chemotherapeutic substances, and various labels (fluorescent or colored). However, in the formula of this patent there is no clause on the delivery to the cell of DNA or RNA that does not encode the THRPPMWSPVWP sequence for gene therapy purposes.

В другом патенте (US 2008166293 - RECEPTOR-MEDIATED UPTAKE OF PEPTIDES THAT BIND THE HUMAN TRANSFERRED RECEPTOR, 2008-07-10) показано, что открыты два пептида (HAIYPRH и THRPPMWSPVWP), способных связываться и интернализироваться с помощью трансферринового рецептора человека (hTfR). Когда эти пептиды слиты с другими молекулами, то такой слитый продукт поглощается клетками, экспрессирующими hTfR. В качестве таких молекул, которые могут быть доставлены в клетку, рассматриваются пептиды, белки, антигены, химиотерапевтические вещества, противоопухолевые агенты, визуализируемые или радиоизотопные метки, липосомы, в том числе содержащие вторичные агенты. При этом в данном патенте авторы указывают на то, что пептид HAIYPRH не препятствует связыванию трансферрина с его рецептором, а также постулируют связывание данного пептида в другом участке рецептора, чем трансферрин, что косвенно свидетельствует в пользу того, что доставка различных агентов в клетку с помощью данного пептида, возможно, не опосредована рецептором трансферрина. Эти данные ставят под сомнение предыдущие патенты данных авторов, в которых настаивается на именно рецептор-опосредованном поглощении пептида HAIYPRH и связанных с ним агентов. Кроме того, в формуле данного патента отсутствует пункт о доставке в клетку ДНК или РНК для целей генной терапии.Another patent (US 2008166293 - RECEPTOR-MEDIATED UPTAKE OF PEPTIDES THAT BIND THE HUMAN TRANSFERRED RECEPTOR, 2008-07-10) shows that two peptides (HAIYPRH and THRPPMWSPVWP) are discovered that are able to bind and internalize using the human transferrin receptor ( . When these peptides are fused to other molecules, such a fusion product is absorbed by cells expressing hTfR. Peptides, proteins, antigens, chemotherapeutic agents, antitumor agents, visualized or radioisotope labels, liposomes, including those containing secondary agents, are considered as such molecules that can be delivered to the cell. Moreover, in this patent, the authors indicate that the HAIYPRH peptide does not interfere with the binding of transferrin to its receptor, and also postulate the binding of this peptide at a different site of the receptor than transferrin, which indirectly suggests that the delivery of various agents into the cell using this peptide may not be mediated by the transferrin receptor. These data cast doubt on the previous patents of the authors' data, in which he insists on the receptor-mediated uptake of the HAIYPRH peptide and related agents. In addition, the formula of this patent does not contain a clause on the delivery of DNA or RNA into the cell for gene therapy purposes.

В одном из патентов (СА 2449412, COLLAWAN J., MOORE В., LEE J., JEFFREY. RECEPTOR-MEDIATED UPTAKE OF PEPTIDES THAT BIND THE HUMAN TRANSFERRIN RECEPTOR 2002-06-06) показана возможность использования пептидов HAIYPRH и THRPPMWSPVWP для доставки слитых с ними молекул в клетки, экспрессирующие рецептор трансферрина (hTfR) путем интернализации связавшегося с рецептором пептида. Патентуется данный пептид, слитый с любьм другим белком или пептидом, с химиотерапевтическим агентом, флуоресцирующей или другого типа меткой, антигеном, а также нуклеотидной последовательностью, кодирующей этот пептид, в том числе и слитый с другими пептидами. В этом патенте не приводится использование данного пептида, слитого с пептидом ядерной локализации, не показана возможность использования пептида для генной терапии.One patent (CA 2449412, COLLAWAN J., MOORE B., LEE J., JEFFREY. RECEPTOR-MEDIATED UPTAKE OF PEPTIDES THAT BIND THE HUMAN TRANSFERRIN RECEPTOR 2002-06-06) shows the use of HAIYPRH and THRPPMWSPVWP peptides for delivery with them molecules into cells expressing a transferrin receptor (hTfR) by internalizing the peptide bound to the receptor. This peptide is patented, fused with any other protein or peptide, with a chemotherapeutic agent, a fluorescent or other type of label, antigen, as well as the nucleotide sequence encoding this peptide, including fused with other peptides. This patent does not describe the use of this peptide fused to a nuclear localization peptide, nor does it show the possibility of using the peptide for gene therapy.

В другом патенте (USPTO Patent Application 20080166293, Receptor-mediated uptake of peptides that bind the human transferrin receptor) предлагается использовать пептиды HAIYPRH и THRPPMWSPVWP для доставки в клетку пептидов, белков, химиотерапевтических агентов, противоопухолевых агентов, визуализируемых маркеров и изотопов. Не предлагается использование данного пептида, слитого с пептидом ядерной локализации, не показана возможность использования пептида для генной терапии.Another patent (USPTO Patent Application 20080166293, Receptor-mediated uptake of peptides that bind the human transferrin receptor) proposes the use of HAIYPRH and THRPPMWSPVWP peptides to deliver peptides, proteins, chemotherapeutic agents, antitumor agents, visualized markers and isotopes to the cell. The use of this peptide fused to a nuclear localization peptide is not proposed, and the possibility of using the peptide for gene therapy is not shown.

Предлагается использовать пептиды HAIYPRH и THRPPMWSPVWP для доставки в клетку пептидов, белков, химиотерапевтических агентов, флуоресцирующих маркеров (WO/2002/044329, RECEPTOR-MEDIATED UPTAKE OF PEPTIDES THAT BIND THE HUMAN TRANSFERRIN RECEPTOR). He предлагается использование данного пептида, слитого с пептидом ядерной локализации, не показана возможность использования пептида для генной терапии.It is proposed to use the HAIYPRH and THRPPMWSPVWP peptides for delivering peptides, proteins, chemotherapeutic agents, fluorescent markers to the cell (WO / 2002/044329, RECEPTOR-MEDIATED UPTAKE OF PEPTIDES THAT BIND THE HUMAN TRANSFERRIN RECEPTOR). He proposed the use of this peptide fused to a nuclear localization peptide; the possibility of using the peptide for gene therapy has not been shown.

Особенностью патента (US Patent Application 20060193778 - Receptor-mediated uptake of peptides that bind the human transferrin receptor) является то, что постулируется доставка с помощью пептида HAIYPRH молекулы ДНК, кодирующей пептид HAIYPRH.A feature of the patent (US Patent Application 20060193778 - Receptor-mediated uptake of peptides that bind the human transferrin receptor) is that delivery of the DNA molecule encoding the HAIYPRH peptide using the HAIYPRH peptide is postulated.

Показана возможность использования данных пептидов THRPPMWSPVWP и HAIYPRH в ряде конструкций для доставки молекул нуклеиновых кислот через клеточные мембраны и гемато-энцефалический барьер (US Patent Application 20050222009 - Dual phase - PNA conjugates for the delivery of PNA through the blood brain barrier, патент WO/2005/035550). Однако в данном патенте рассматриваются только комплексы на основе ковалентных связей, в том числе и с использованием линкерных молекул. Молекулы нуклеиновой кислоты, которые входят в эти комплексы, ограничены размером 100 пар нуклеотидов, пептиды HAIYPRH и THRPPMWSPVWP рассматриваются исключительно как специфические лиганды для рецептора. В качестве нуклеиновой кислоты рассматривается ДНК, кДНК, РНК и т.п. В качестве поликатионной половины рассматриваются пептиды, однако последовательности рецептор-связывающего пептида и поликатионного пептида в данном патенте разделены пространственно молекулами другого типа (нуклеиновыми кислотами, гидрофобными молекулами). Т.е. не рассматривается в качестве пептида доставки единая пептидная молекула, состоящая из последовательности HAIYPRH и поликатионного пептида. Кроме того, в данном изобретении не применяется пептид ядерной локализации для доставки конструкций в клеточное ядро.The possibility of using these peptides THRPPMWSPVWP and HAIYPRH in a number of constructs for the delivery of nucleic acid molecules through cell membranes and the blood-brain barrier has been shown (US Patent Application 20050222009 - Dual phase - PNA conjugates for the delivery of PNA through the blood brain barrier, patent WO / 2005 / 035550). However, in this patent only complexes based on covalent bonds are considered, including those using linker molecules. The nucleic acid molecules that make up these complexes are limited to 100 nucleotide pairs, the HAIYPRH and THRPPMWSPVWP peptides are considered exclusively as specific ligands for the receptor. As nucleic acid is considered DNA, cDNA, RNA, etc. Peptides are considered as the polycationic half, however, the sequences of the receptor-binding peptide and the polycationic peptide in this patent are spatially separated by molecules of another type (nucleic acids, hydrophobic molecules). Those. a single peptide molecule consisting of the HAIYPRH sequence and the polycationic peptide is not considered as a delivery peptide. In addition, the invention does not use a nuclear localization peptide to deliver constructs to the cell nucleus.

Во всех этих патентах не приводятся условия формирования комплексов ДНК-пептид для целей генной терапии.All of these patents do not provide conditions for the formation of DNA-peptide complexes for gene therapy purposes.

Схожие характеристики и у другого патента этой группы авторов (US Patent Application 20080038349 - Peptide-Pna Chimera Targeting Inducible Nitric Oxide Synthetase).Another patent of this group of authors has similar characteristics (US Patent Application 20080038349 - Peptide-Pna Chimera Targeting Inducible Nitric Oxide Synthetase).

Авторы еще одного патента (US Patent Application 20070231300 - COVALENT CONJUGATES BETWEEN ENDOPEROXIDES AND TRANSFERRIN AND LACTOFERRIN RECEPTOR-BINDING AGENTS) предлагают использовать пептидные последовательности HAIYPRH и THRPPMWSPVWP для доставки в клетки гидропероксидов.The authors of another patent (US Patent Application 20070231300 - COVALENT CONJUGATES BETWEEN ENDOPEROXIDES AND TRANSFERRIN AND LACTOFERRIN RECEPTOR-BINDING AGENTS) propose the use of HAIYPRH and THRPPMWSPVWP peptide sequences for delivery of hydroperoxides to cells.

Во всех этих патентах не приводятся условия формирования комплексов ДНК-пептид для целей генной терапии.All of these patents do not provide conditions for the formation of DNA-peptide complexes for gene therapy purposes.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Приведенные выше недостатки вирусных векторов обусловили повышение значимости разработки невирусных систем переноса в клетки нуклеиновых кислот (НК) - ДНК и РНК. В качестве такой системы невирусного переноса ДНК и РНК в клетку нами были разработаны молекулярные конъюгаты, представляющие собой пептиды, состоящие из двух частей.The above disadvantages of viral vectors have led to an increase in the importance of developing non-viral systems for transferring nucleic acids (NKs) - DNA and RNA - into cells. As such a system for the non-viral transfer of DNA and RNA into a cell, we have developed molecular conjugates, which are two-part peptides.

Одна часть является лигандом для клеточных рецепторов и представлена одной из двух пептидных последовательностей - SEQ ID NO 1 и SEQ ID NO 2. Данные последовательности обеспечивают связывание с клеточными рецепторами с последующей интернализацией. По имеющимся данным связывание происходит с рецептором трансферрина, хотя, возможно, не только с ним. Преимуществом использования клеточного рецептора трансферрина является его высокая экспрессия на пролиферирующих клетках, которая может достигать 10000-100000 молекул на клетку, что в значительной мере определяет эффективность доставки в клетку генотерапевтических конструкций, связанных с лигандом данного рецептора. Однако использование для целей генной терапии в качестве лиганда природного трансферрина имеет существенные недостатки, описанные выше. Используемые же нами пептидные последовательности обнаружены методом фагового дисплея пептидных лигандов, способных высокоаффинно взаимодействовать с рецептором трансферрина и индуцировать его интернализацию. Причем последние данные свидетельствуют о том, что данные пептиды не препятствуют связыванию трансферрина с его рецептором, что свидетельствует о связывании их в другом участке рецептора, отличном от участка связывания с трансферрином (US 2008166293, 2008). Это косвенно также может свидетельствовать в пользу того, что доставка различных агентов в клетку с помощью данного пептида, возможно, не опосредована не только рецептором трансферрина.One part is a ligand for cell receptors and is represented by one of two peptide sequences - SEQ ID NO 1 and SEQ ID NO 2. These sequences provide binding to cell receptors with subsequent internalization. According to reports, binding occurs with the transferrin receptor, although perhaps not only with it. The advantage of using the transferrin cell receptor is its high expression on proliferating cells, which can reach 10,000-100,000 molecules per cell, which largely determines the efficiency of the delivery of gene therapy constructs associated with the ligand of this receptor to the cell. However, the use of natural transferrin as a ligand for gene therapy has significant drawbacks described above. The peptide sequences used by us were detected by phage display of peptide ligands capable of interacting highly with the transferrin receptor and inducing its internalization. Moreover, the latest data indicate that these peptides do not interfere with the binding of transferrin to its receptor, which indicates their binding in a different part of the receptor, different from the site of binding to transferrin (US 2008166293, 2008). This indirectly may also indicate that the delivery of various agents into the cell using this peptide may not be mediated not only by the transferrin receptor.

Другая часть разработанных нами молекулярных конъюгатов - поликатионная. Она представлена пептидной последовательностью модифицированного сигнала ядерной локализации Т-антигена вируса SV40 (SEQ ID NO 3).Another part of the molecular conjugates we developed is polycationic. It is represented by the peptide sequence of the modified nuclear localization signal of the SV40 T-antigen of the virus (SEQ ID NO 3).

Поликатионы взаимодействуют ассоциируют с ДНК в растворе благодаря электростатическим связям позитивно заряженных аминогрупп и отрицательно заряженных фосфатных групп ДНК. Обычно формируются структуры с диаметром менее 80-100 нм (Fajac I. et al., 2000), что позволяет использовать такой комплекс для доставки нуклеиновых кислот в различные типы клеток, т.к. большинство их имеют размер первичных эндосомальных компартметов 100-120 нм. (Cristano R.J. et al., 1995).Polycations interact with DNA in solution due to the electrostatic bonds of positively charged amino groups and negatively charged phosphate groups of DNA. Typically, structures with a diameter of less than 80-100 nm are formed (Fajac I. et al., 2000), which allows the use of such a complex for the delivery of nucleic acids to various types of cells, because most of them have a size of primary endosomal compartments of 100-120 nm. (Cristano R. J. et al., 1995).

Таким образом, поликатионная часть разработанных нами молекулярных конъюгатов обеспечивает их связывание с нуклеиновьми кислотами (ДНК или РНК) и транспортировку последних в ядро клетки. Лигандная же часть служит для рецептор-опосредованной интернализации комплекса, обеспечивая таким образом его проникновение в клетку.Thus, the polycationic part of the molecular conjugates that we developed ensures their binding to nucleic acids (DNA or RNA) and their transportation to the cell nucleus. The ligand part serves for receptor-mediated internalization of the complex, thus ensuring its penetration into the cell.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

В работе использовали реактивы для пептидного синтеза и производные аминокислот (Sigma Chemical Co., Fisher Scientific, Bachem, США; Reanal, Венгрия; Saxon Biochemicals GMBH, Германия), 4-(2',4'-диметоксифенил-Fmoc-аминометил)-феноксиацетамидо-норлейциламинометил полимер (Gl Biochem, Китай). Диметилформамид перед использованием перегоняли в вакууме и хранили над молекулярными ситами 4 Å. Индивидуальность производных аминокислот контролировали методом ТСХ на пластинках Merck F 254 (Германия) в следующих системах растворителей: 1% аммиак-втор-бутиловый спирт, 1:3 (А); хлороформ-метанол, 9:2 (Б); хлороформ-метанол-уксусная кислота, 90:7:3 (В). Визуализацию хроматограмм проводили УФ облучением при 254 нм и методом обугливания в серной кислоте.Peptide synthesis reagents and amino acid derivatives (Sigma Chemical Co., Fisher Scientific, Bachem, USA; Reanal, Hungary; Saxon Biochemicals GMBH, Germany), 4- (2 ', 4'-dimethoxyphenyl-Fmoc-aminomethyl) - phenoxyacetamido-norleucylaminomethyl polymer (Gl Biochem, China). Dimethylformamide was distilled in vacuo before use and stored over 4 Å molecular sieves. The identity of amino acid derivatives was monitored by TLC on Merck F 254 plates (Germany) in the following solvent systems: 1% ammonia-sec-butyl alcohol, 1: 3 (A); chloroform-methanol, 9: 2 (B); chloroform-methanol-acetic acid, 90: 7: 3 (B). Chromatograms were visualized by UV irradiation at 254 nm and carbonization in sulfuric acid.

Твердофазный синтез пептидов проводили на полуавтоматическом синтезаторе NPS-4000 (Neosystem Laboratoires, Франция).Solid-phase synthesis of peptides was carried out on a NPS-4000 semi-automatic synthesizer (Neosystem Laboratoires, France).

Анализ полученных пептидов методом ВЭЖХ проводили с использованием хроматографа System Gold (Beckman, США) на колонках Zorbax 300SB-C18 (4.6×150 мм, 5 мкм) для аналитической хроматографии и Discovery С18 (10×250 мм, 5 мкм) для препаративной. Условия хроматографии: УФ-детекция при 230 нм, градиент ацетонитрила в 0.1% H3PO4 при скорости потока 1 мл/мин для аналитической и градиент ацетонитрила в 0.1% TFA при скорости потока 5 мл/мин для препаративной хроматографии. Аминокислотный анализ проводили на анализаторе "Microtechna" T339M (Чехословакия) после гидролиза пептидов 6 н. HCl при 110°С в течение 24 ч. Масс-спектры регистрировали на времяпролетном масс-рефлектроне МХ-5303 с источником ионов типа "Электроспрей".The obtained peptides were analyzed by HPLC using a System Gold chromatograph (Beckman, United States) on Zorbax 300SB-C18 columns (4.6 × 150 mm, 5 μm) for analytical chromatography and Discovery C18 (10 × 250 mm, 5 μm) for preparative. Chromatography conditions: UV detection at 230 nm, a gradient of acetonitrile in 0.1% H 3 PO 4 at a flow rate of 1 ml / min for analytical and a gradient of acetonitrile in 0.1% TFA at a flow rate of 5 ml / min for preparative chromatography. Amino acid analysis was carried out on a Microtechna T339M analyzer (Czechoslovakia) after hydrolysis of 6 N peptides. HCl at 110 ° С for 24 h. Mass spectra were recorded on an MX-5303 time-of-flight mass reflectron with an electrospray-type ion source.

Использованные в работе пептиды синтезировали на 4-(2',4'-диметоксифенил-Fmoc-аминометил)-феноксиацетамидо-норлейциламинометил-полимере с содержанием аминогрупп 0.5 ммоль/г. Для защиты боковой функции Ser, Thr и Tyr использовали But-группу, для Arg - Pbf, для Lys и Trp - ВОС, для His - Trt. В качестве временной Nα-защиты служила Fmoc-группировка.The peptides used in the work were synthesized on a 4- (2 ', 4'-dimethoxyphenyl-Fmoc-aminomethyl) -phenoxyacetamido-norlecylaminomethyl polymer with an amino group content of 0.5 mmol / g. To protect the lateral function, Ser, Thr, and Tyr used the Bu t group, for Arg — Pbf, for Lys and Trp — BOC, and for His — Trt. An Fmoc group served as a temporary N α protection.

Наращивание пептидной цепи проводили на полуавтоматическом пептидном синтезаторе NPS-4000 (Neosystem Laboratoires, Франция) по следующему протоколу для каждого цикла: 1). CH2Cl2 (1 мин); 2). DMF (1 мин); 3). 20% пиперидин/DMF (2 и 8 мин); 4). DMF (3×1 мин); 5). Изопропиловый спирт (3×1 мин); 6). DMF (3×1 мин); 7). Реакция конденсации (2 ч); 8). DMF (2 x 1 мин); 9). CH2Cl2 (1 мин).Peptide chain growth was carried out on a NPS-4000 semi-automatic peptide synthesizer (Neosystem Laboratoires, France) according to the following protocol for each cycle: 1). CH 2 Cl 2 (1 min); 2). DMF (1 min); 3). 20% piperidine / DMF (2 and 8 min); four). DMF (3 × 1 min); 5). Isopropyl alcohol (3 × 1 min); 6). DMF (3 × 1 min); 7). Condensation reaction (2 h); 8). DMF (2 x 1 min); 9). CH 2 Cl 2 (1 min).

Для конденсации использовали четырехкратные избытки активированных 1-оксибензотриазоловых эфиров соответствующих Fmoc-аминокислот, полученных in situ (по 1 экв. Fmoc-аминокислоты, DIC и HOBt, перемешивание в DMF при 0°С, 30 мин). По окончании реакции проводили тест на полноту ацилирования. При необходимости повторной конденсации использовали следующий протокол:Four-fold excesses of activated 1-hydroxybenzotriazole esters of the corresponding Fmoc amino acids obtained in situ (1 equivalent of Fmoc amino acids, DIC and HOBt, stirring in DMF at 0 ° С, 30 min) were used for condensation. At the end of the reaction, an acylation test was performed. If necessary, re-condensation used the following protocol:

а). DMF (1 мин); б). 5% DIEA/DMF (1 и 2 мин), после чего стадии 6) - 9) повторяли.but). DMF (1 min); b) 5% DIEA / DMF (1 and 2 min), after which stages 6) - 9) were repeated.

В случае неполного прохождения реакции конденсации при ее повторении 1-2 раза, непрореагировавшие группировки ацетилировали (после промывки CH2Cl2 к пептидил-полимеру добавляли 10 экв. уксусного ангидрида, 10 экв. 10% DIEA/CH2Cl2 и перемешивали в течение 10 мин).In the case of incomplete passage of the condensation reaction when it is repeated 1-2 times, unreacted groups were acetylated (after washing with CH 2 Cl 2, 10 equivalents of acetic anhydride, 10 equivalents of 10% DIEA / CH 2 Cl 2 were added to the peptidyl polymer and stirred for 10 min).

Отщепление синтезированных пептидов от полимера с одновременным деблокированием проводили действием смеси TIS: Н2О: TFA (2.5: 2.5: 95; 5 мл/0.5 г смолы) в течение 2 ч. Реакционную смесь разбавляли охлажденным эфиром и осадок отфильтровывали на фильтре Шотта. Пептид отделяли от полимера растворением в TFA и повторно осаждали эфиром. Выпавший продукт отфильтровывали, промывали эфиром и высушивали в вакууме. Дальнейшую очистку проводили с помощью обращенно-фазовой ВЭЖХ.The synthesized peptides were cleaved from the polymer with simultaneous release by the action of a mixture of TIS: H 2 O: TFA (2.5: 2.5: 95; 5 ml / 0.5 g of resin) for 2 h. The reaction mixture was diluted with chilled ether and the precipitate was filtered off on a Schott filter. The peptide was separated from the polymer by dissolution in TFA and re-precipitated with ether. The precipitated product was filtered off, washed with ether and dried in vacuo. Further purification was performed using reverse phase HPLC.

Аминокислотные составы и молекулярные массы, вычисленные из данных масс-спектрометрии, для всех синтезированных пептидов соответствовали теоретическим значениям.Amino acid compositions and molecular weights calculated from mass spectrometry data for all synthesized peptides corresponded to theoretical values.

Плазмида pCMVluc, представляющая собой вектор экспрессии гена-маркера luc (кодирует люциферазу светляка) под контролем промотора ранних генов цитомегаловируса человека, сконструирована методами генной инженерии (Игнатович И. А. и др., 2002; Ignatovich I. A. et al., 2003).The plasmid pCMVluc, which is the expression vector of the luc marker gene (encodes firefly luciferase) under the control of the promoter of early human cytomegalovirus genes, was constructed by genetic engineering (Ignatovich I.A. et al., 2002; Ignatovich I. A. et al., 2003).

Формирование комплексов ДНК с молекулярными конъюгатами проводили в фосфатно-солевом буфере (PBS) при различном соотношении зарядов ДНК и пептида в реакционной среде согласно (Игнатович И.А. и др., 2002). Выявление зависимости устойчивости комплексов ДНК/конъюгат от ионной силы реакционной смеси проводили, вводя в реакцию необходимые количества NaCl. Образование комплексов ДНК/конъюгат контролировали методом гель-ретардации в агарозном геле. В экспериментах по определению чувствительности ДНК в составе комплексов к ДНКазе I ("Fermentas", Литва) после завершения комплексообразования в реакционную среду (30 мкл) добавляли MgCl2 до концентрации 3 мМ и 3 ед. ДНКазы I (из расчета 1 ед. ДНКазы I на 1 мкг ДНК) и проводили инкубацию при 37°С в течение 30 минут. Анализ обработанных ДНКазой комплексов проводили методом гель-ретардации. Изучение стехиометрии комплексов ДНК/конъюгат проводили, как описано ранее (Ignatovich I. A. et al., 2003). Комплексы ДНК с конъюгатами готовили в насыщающих избытках пептида с последующей очисткой от несвязавшегося пептида ультрафильтрацией с использованием центрифугирования на конусах Centricon YM-10 ("Millipore"). Количество пептида, входящее в состав комплекса, определяли обратным титрованием гепарином.The formation of DNA complexes with molecular conjugates was carried out in phosphate-buffered saline (PBS) at different ratios of DNA and peptide charges in the reaction medium according to (Ignatovich I.A. et al., 2002). The dependence of the stability of the DNA / conjugate complexes on the ionic strength of the reaction mixture was determined by introducing the necessary amounts of NaCl into the reaction. The formation of DNA / conjugate complexes was controlled by agarose gel retardation. In experiments to determine the sensitivity of DNA in the complexes to DNase I (Fermentas, Lithuania), after completion of complexation, MgCl 2 was added to the reaction medium (30 μl) to a concentration of 3 mM and 3 units. DNase I (based on 1 unit of DNase I per 1 μg of DNA) and incubation was performed at 37 ° C for 30 minutes. The analysis of the DNase-treated complexes was carried out by gel retardation. The study of stoichiometry of DNA / conjugate complexes was carried out as described previously (Ignatovich IA et al., 2003). DNA complexes with conjugates were prepared in saturating excesses of the peptide, followed by purification of the unbound peptide by ultrafiltration using centric centrifugation YM-10 cones (Millipore). The amount of peptide included in the complex was determined by reverse titration with heparin.

Трансфекцию клеток HepG2 и VH10 препаратами комплексов pCMVluc/NLS-TSF7 и pCMVluc/NLS-TSF12 выполняли, как описано ранее (Диже Э.Б. и др., 2006). Клетки высевали с плотностью 10 клеток/см на чашки Петри (диаметром 30 мм) и выращивали до состояния 60-70% монослоя в среде DMEM с добавлением 10% эмбриональной сыворотки телят («Биолот», Россия) при 37°C в атмосфере 5% CO2. Комплексы ДНК/пептид с разными соотношениями зарядов ДНК и пептида готовили из расчета 12 мкг ДНК на чашку Петри в 500 мкл PBS. При добавлении к клеткам в среду вводили CaCl2 до концентрации до 20 мМ. После инкубации клеток с комплексами в течение 2 ч клетки отмывали от неинтернализовавшихся комплексов раствором гепарина (58 мкг/мл в PBS), и инкубировали в среде DMEM с 10% сывороткой 24 ч.Transfection of HepG2 and VH10 cells with pCMVluc / NLS-TSF7 and pCMVluc / NLS-TSF12 complexes was performed as previously described (Diezhe E. B. et al., 2006). Cells were plated at a density of 10 cells / cm on Petri dishes (30 mm in diameter) and grown to a state of 60-70% monolayer in DMEM supplemented with 10% fetal calf serum (Biolot, Russia) at 37 ° C in an atmosphere of 5% CO 2 . DNA / peptide complexes with different ratios of DNA and peptide charges were prepared from 12 μg DNA per Petri dish in 500 μl PBS. When added to the cells, CaCl 2 was introduced into the medium to a concentration of up to 20 mM. After incubation of cells with complexes for 2 h, the cells were washed from non-internalized complexes with a heparin solution (58 μg / ml in PBS) and incubated in DMEM with 10% serum for 24 h.

Активность люциферазы измеряли с использованием коммерческой системы оценки активности люциферазы производства компании Promega (Luciferase Assay System, кат. номер Е4030) в соответствии с протоколом производителя. Измерения люминесценции производили на люминометре «Turner Biosystem 20/20». Определение концентрации белка в клеточных лизатах проводили по методу Брэдфорд. Активность люциферазы выражали в относительных световых единицах (RLU), представляющих собой число вспышек в минуту в расчете на 1 мг тотального белка клеточных экстрактов. Фоновые значения люминесценции не превышали 120 RLU.Luciferase activity was measured using a commercial Promega luciferase activity evaluation system (Luciferase Assay System, Cat. No. E4030) in accordance with the manufacturer's protocol. Luminescence measurements were performed on a Turner Biosystem 20/20 luminometer. Determination of protein concentration in cell lysates was carried out according to the Bradford method. Luciferase activity was expressed in relative light units (RLU), representing the number of flashes per minute per 1 mg of total protein of cell extracts. Background luminescence values did not exceed 120 RLU.

Апробация разработанной системы переноса генов на лабораторных животных была проведена на модели лечения ран как с использованием плазмиды с люциферазой, так и с использованием терапевтической плазмиды, кодирующей синтетический ген инсулин-подобного фактора роста I типа (IGF-1), разработанных нами ранее (заявка №2007124538/20(026721)). В работе использовали мышей линии DBA-2 в возрасте 6 недель (получены из питомника «Рапполово» РАМН). Перед нанесением ран кожа экспериментальных животных подготавливалась - удалялся волосяной покров. Резаные раны наносились с помощью хирургического скальпеля на глубину 2 мм, захватывая подлежащую мышечную ткань, в области нижней части спины. Колотые раны наносились путем десяти уколов инсулиновым шприцем в нижнюю часть спины. Инъекции экспериментальных препаратов наносились инсулиновым шприцем в виде 10 уколов в область раны. Плазмидная ДНК и комплексы плазмидной ДНК с молекулярным конъюгатом вводились в количестве 50 мкг ДНК на мышь в 100 мкл PBS, содержащем до 20 мМ CaCl2. Для измерения люциферазной активности на 3-й день после переноса мышам pCMVluc животных умерщвляли и вырезали участок тканей, включая рану. Для постановки эксперимента использовалось 100 мг ткани каждого животного. Образцы гомогенизировали в буфере Reporter Lysis Buffer ("Promega", США, кат. номер Е3971), замораживали и центрифугировали 3 мин при 10000 g. Супернатант использовали для измерения люциферазной активности и концентрации белка, как описано выше.The developed gene transfer system in laboratory animals was tested on a model of wound treatment using both a plasmid with luciferase and a therapeutic plasmid encoding a synthetic gene of insulin-like growth factor I type (IGF-1), which we developed earlier (Application No. 2007124538/20 (026721)). We used mice of the DBA-2 strain at the age of 6 weeks (obtained from the Rappolovo cattery RAMS). Before applying wounds, the skin of experimental animals was prepared - the hair was removed. The cut wounds were applied with a surgical scalpel to a depth of 2 mm, capturing the underlying muscle tissue in the lower back. Puncture wounds were inflicted by ten injections with an insulin syringe into the lower back. Injections of experimental preparations were applied with an insulin syringe in the form of 10 injections into the wound area. Plasmid DNA and plasmid DNA complexes with a molecular conjugate were introduced in an amount of 50 μg DNA per mouse in 100 μl PBS containing up to 20 mM CaCl 2 . To measure luciferase activity on day 3 after transfer to pCMVluc mice, animals were sacrificed and a tissue site, including a wound, was excised. For the experiment, 100 mg of tissue of each animal was used. Samples were homogenized in Reporter Lysis Buffer (Promega, USA, Cat. No. E3971), frozen and centrifuged for 3 min at 10,000 g. The supernatant was used to measure luciferase activity and protein concentration as described above.

Оценку экспрессии синтетического гена IGF-1 проводили на первые, третьи и седьмые сутки после переноса мышам pCMVIGF-1 методом RealTime RT-PCR. Образцы тканей получали, как описано выше, и использовали для выделения РНК. В качестве отрицательного контроля использовали мышей, не обработанных pCMVIGF-1. Выделение РНК из тканей осуществляли с использованием набора «TRI Reagent» производства фирмы «Sigma», США, по инструкции изготовителя. На 100 мг клеток использовали 2 мл лизирующего раствора «TRI Reagent». Концентрацию РНК определяли спектрофотометрически. Выделенная РНК была обработана ДНКазой 1. Отсутствие контаминации выделенной РНК плазмидой проверялось методом PCR с использованием праймеров к гену IGF-1. Синтез кДНК проводили с помощью набора Revert Aid® First Strand cDNA Synthesis Kit (производства фирмы «Fermentas», Литва). Для измерения относительного содержания мРНК применяли метод ПЦР в реальном времени с использованием SYBR GREEN (SYBR Green Supermix ("Bio-Rad", США). Все образцы нормировались по уровню экспрессии гена «домашнего хозяйства» β-актина. Реакцию проводили с использованием термоциклера IQ5 ("Bio-Rad", США), предварительный анализ данных осуществляли с использованием прилагающегося программного обеспечения. Эффективность амплификации определяли по внешней стандартной кривой с использованием серии разведении образца 5 нг, 10 нг, 30 нг, 50 нг. Рассчитанная эффективность амплификации для используемых праймеров составила 0.98 усл. ед. В качестве отрицательного контроля использовалась реакция без добавления ДНК. Нормализацию данных проводили по количеству ткани, концентрации РНК и кДНК. Расчеты проводили методом ΔCt, по формуле R=(1+E)ΔCt, где Ct - пороговый цикл, ΔCt=Ct(Mod)norm - Ct(Nat)norm, E - эффективность амплификации, R - увеличение количества продукта ПЦР после п циклов.The expression of the synthetic IGF-1 gene was assessed on the first, third, and seventh days after transfer to pCMVIGF-1 mice by RealTime RT-PCR. Tissue samples were obtained as described above and used to isolate RNA. As a negative control, mice not treated with pCMVIGF-1 were used. Isolation of RNA from tissues was performed using the TRI Reagent kit manufactured by Sigma, USA, according to the manufacturer's instructions. Per 100 mg of cells, 2 ml of TRI Reagent lysis solution was used. RNA concentration was determined spectrophotometrically. The isolated RNA was treated with DNase 1. The absence of contamination of the isolated RNA with the plasmid was verified by PCR using primers for the IGF-1 gene. CDNA synthesis was performed using the Revert Aid® First Strand cDNA Synthesis Kit (manufactured by Fermentas, Lithuania). The relative mRNA content was measured using real-time PCR using SYBR GREEN (SYBR Green Supermix (Bio-Rad, USA). All samples were normalized by the expression level of the β-actin “housekeeping” gene. The reaction was carried out using the IQ5 thermal cycler (Bio-Rad, USA), preliminary analysis of the data was carried out using the included software. Amplification efficiency was determined by an external standard curve using a series of sample dilutions of 5 ng, 10 ng, 30 ng, 50 ng. Calculated efficiency the amplification for the primers used was 0.98 conventional units The reaction without the addition of DNA was used as a negative control.The data were normalized by the amount of tissue, RNA and cDNA concentrations.The calculations were performed by the ΔCt method, according to the formula R = (1 + E) ΔCt , where Ct - threshold cycle, ΔCt = Ct (Mod) norm - Ct (Nat) norm, E - amplification efficiency, R - increase in the amount of PCR product after n cycles.

Измерение площади раны на теле экспериментальных животных осуществлялось с помощью фотографирования пораженного участка. Анализ фотографического материала выполняется с помощью системы компьютерного анализа изображений ImageTool for Windows (version 2,0, USA) согласно основным принципам стереологии в морфометрии.The measurement of the area of the wound on the body of experimental animals was carried out by photographing the affected area. Analysis of photographic material is performed using ImageTool for Windows (version 2.0, USA), a computer-based image analysis system, in accordance with the basic principles of stereology in morphometry.

Были синтезированы два молекулярных конъюгата, отличающихся лигандной частью - NLS-TSF-7 (SEQ ID NO 4) и NLS-TSF-12 (SEQ ID NO 5):Were synthesized two molecular conjugates that differ in the ligand part - NLS-TSF-7 (SEQ ID NO 4) and NLS-TSF-12 (SEQ ID NO 5):

1. NLS-TSF-7: H-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-β-Ala-His-Ala-Ile-Tyr-Pro-Arg-His-NH2. 1. NLS-TSF-7: H-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-β-Ala-His-Ala-Ile-Tyr-Pro-Arg-His-NH 2.

2. NLS-TSF-12: H-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-β-Ala-Thr-His-Arg-Pro-Pro-Met-Trp-Ser-Pro-Val-Trp-Pro-NH2. 2. NLS-TSF-12: H-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-β-Ala-Thr-His-Arg-Pro-Pro-Met-Trp-Ser-Pro-Val-Trp- Pro-NH 2.

Молекулярная масса NLS-TSF-7 составляет 1828.26 (средняя масса); 1827.12 (моноизотопная); NLS-TSF-12 - средняя молекулярная масса 2426.00, моноизотопная - 2424.38. На рис.1 представлены результаты масс-спектроскопического анализа NLS-TSF-12 (а) и NLS-TSF-7 (б). Молекулярные массы, вычисленные из данных масс-спектрометрии, для обоих конъюгатов соответствовали теоретическим значениям. В качестве катионной составляющей оба синтезированных молекулярных конъюгата содержали модифицированный сигнал ядерной локализации Т-антигена вируса SV-40 (NLS-пептид). Выбор NLS-пептида был обусловлен нашими предыдущими исследованиями. Ранее мы детально изучили характер комплексообразования плазмидной ДНК с катионными пептидами K8 и Tat и исследовали механизмы интернализации таких комплексов клетками млекопитающих (Ignatovich I. et al., 2003; Диже Э.Б. и др., 2006). Было установлено, что основной путь поглощения клетками комплексов ДНК с катионными пептидами - адсорбционный эндоцитоз. Адсорбционный эндоцитоз - неспецифичный процесс, который не зависит от присутствия на поверхности клеток каких-либо рецепторов. При разработке системы адресной доставки ДНК в клетки млекопитающих поглощение комплексов ДНК с молекулярными конъюгатами адсорбционным эндоцитозом будет приводить к снижению тканеспецифичности переноса. В предварительных исследованиях показано, что, несмотря на эффективное связывание с плазмидной ДНК с последующей ее компактизацией, пептид NLS оказался не способен доставлять ДНК в культивируемые клетки человека (клетки гепатомы человека HepG2, фибробласты кожи человека, клетки нейробластомы человека Sk-N-SH). Таким образом, выбор NLS-пептида для создания конъюгата обусловлен его свойством связывать нуклеиновые кислоты и обеспечивать доставку комплекса в ядро клетки. Изучение условий формирования комплексов ДНК/конъюгат представлено на рис.2. Показаны результаты гель-ретардации комплексов плазмидной ДНК pCMVluc с молекулярными конъюгатами NLS-TSF-7 и NLS-TSF-12. Оба пептида эффективно связывали плазмидную ДНК при изотонических значениях ионной силы реакционной среды.The molecular weight of NLS-TSF-7 is 1828.26 (average weight); 1827.12 (monoisotopic); NLS-TSF-12 - average molecular weight 2426.00, monoisotopic - 2424.38. Figure 1 shows the results of mass spectroscopic analysis of NLS-TSF-12 (a) and NLS-TSF-7 (b). The molecular weights calculated from the mass spectrometry data for both conjugates corresponded to theoretical values. Both synthesized molecular conjugates contained a modified nuclear localization signal of the SV40 virus T-antigen (NLS-peptide) as a cationic component. The choice of the NLS peptide was determined by our previous studies. Earlier, we studied in detail the nature of the complexation of plasmid DNA with cationic peptides K8 and Tat and investigated the mechanisms of internalization of such complexes by mammalian cells (Ignatovich I. et al., 2003; Diezhe E. B. et al., 2006). It was found that the main way for cells to absorb DNA complexes with cationic peptides is adsorption endocytosis. Adsorption endocytosis is a non-specific process that does not depend on the presence of any receptors on the cell surface. When developing a system for targeted delivery of DNA to mammalian cells, the absorption of DNA complexes with molecular conjugates by adsorption endocytosis will lead to a decrease in tissue specificity of transfer. Preliminary studies have shown that, despite effective binding to plasmid DNA and its subsequent compactification, the NLS peptide was unable to deliver DNA to cultured human cells (human hepatoma cells HepG2, human skin fibroblasts, human neuroblastoma cells Sk-N-SH). Thus, the choice of the NLS peptide for creating the conjugate is due to its ability to bind nucleic acids and ensure the delivery of the complex to the cell nucleus. A study of the conditions for the formation of DNA / conjugate complexes is presented in Fig. 2. The gel retardation results of pCMVluc plasmid DNA complexes with the molecular conjugates NLS-TSF-7 and NLS-TSF-12 are shown. Both peptides efficiently bind plasmid DNA at isotonic values of the ionic strength of the reaction medium.

На рис.3 представлена зависимость эффективности комплексообразования от ионной силы реакционной среды. Установлено, что оба молекулярных конъюгата не стабильны при ионной силе раствора, превышающей 300 мМ. Несмотря на одинаковые катионные части, NLS-TSF-7 оказался более стабильным, чем NLS-TSF-12, что, по всей видимости, объясняется большей плотностью положительного заряда в случае NLS-TSF-7 (молекулярная масса положительного заряда 304,71) по сравнению с NLS-TSF-12 (молекулярная масса положительного заряда 404,3).Figure 3 shows the dependence of the efficiency of complexation on the ionic strength of the reaction medium. It was found that both molecular conjugates are not stable when the ionic strength of the solution exceeds 300 mm. Despite the same cationic moieties, NLS-TSF-7 turned out to be more stable than NLS-TSF-12, which is most likely explained by the higher density of the positive charge in the case of NLS-TSF-7 (molecular weight of a positive charge of 304.71) compared with NLS-TSF-12 (molecular weight of a positive charge of 404.3).

Стехиометрию комплексов ДНК/конъюгат исследовали путем очистки комплексов, приготовленных в присутствии насыщающих количеств пептидов (десятикратный избыток по зарядам), от несвязавшегося пептида методом ультрафильтрации. В результате был выделен комплекс, содержащий в своем составе насыщающие количества пептида. Известно, что гепарин, являясь более сильным полианионом, чем ДНК, способен вытеснять ее из комплекса с поликатионами (Xu Y. et al., 1996; Ramsey E. et al., 2002). Определение содержания ДНК в выделенном комплексе проводили спектрофотометрически после его полного разрушения избытком гепарина. Содержание пептида в исследуемом комплексе определяли обратным титрованием гепарином. С этой целью построили калибровочную кривую зависимости количества гепарина, достаточного для полного разрушения комплексов ДНК/конъюгат, от содержания пептида в реакционной среде при формировании комплексов (рис.4а). Установлено, что максимально возможное содержание NLS-TSF-7 в комплексах соответствует 1.5-кратному избытку положительных зарядов NLS-TSF-7 относительно отрицательных зарядов ДНК. В случае с NLS-TSF-12 максимально возможное содержание конъюгата в комплексах соответствует 1.3-кратному избытку положительных зарядов (рис.4б). Аналогичные результаты были получены нами ранее для комплексов ДНК с ТАТ-пептидом (Ignatovich I. et al., 2003) и K8 (Диже Э.Б. и др., 2006).The stoichiometry of DNA / conjugate complexes was studied by purification of complexes prepared in the presence of saturating amounts of peptides (tenfold excess in charges) from an unbound peptide by ultrafiltration. As a result, a complex containing saturating amounts of the peptide was isolated. It is known that heparin, being a stronger polyanion than DNA, is able to displace it from the complex with polycations (Xu Y. et al., 1996; Ramsey E. et al., 2002). The DNA content in the isolated complex was determined spectrophotometrically after its complete destruction by an excess of heparin. The peptide content in the studied complex was determined by reverse titration with heparin. For this purpose, a calibration curve was constructed that shows the amount of heparin sufficient for complete destruction of the DNA / conjugate complexes on the peptide content in the reaction medium during the formation of the complexes (Fig. 4a). It was found that the maximum possible content of NLS-TSF-7 in the complexes corresponds to a 1.5-fold excess of positive NLS-TSF-7 charges relative to negative DNA charges. In the case of NLS-TSF-12, the maximum possible conjugate content in the complexes corresponds to a 1.3-fold excess of positive charges (Fig. 4b). Similar results were obtained by us earlier for DNA complexes with a TAT peptide (Ignatovich I. et al., 2003) and K8 (Diezhe E.B. et al., 2006).

Взаимодействие ДНК с поликатионами приводит к ее компактизации и, как следствие, защите от нуклеаз (Niidome Т. et al., 1997; Liu G. et al., 2001). Более того, степень компактизации ДНК в комплексах прямо коррелирует с ее чувствительностью к нуклеазам. На рис.5 представлены результаты обработки комплексов ДНК/конъюгат, приготовленных при разных соотношениях зарядов ДНК и пептида, ДНКазой I. Как и ожидалось, увеличение содержания пептида в реакционной среде приводит к большей защите ДНК от деградации. ДНК в составе комплексов, приготовленных при соотношении отрицательных зарядов ДНК к положительным зарядам пептида 1:1 (электрически нейтральные комплексы), лишь частично защищена от деградации (рис.4-5, дорожка 4). Полная устойчивость к действию ДНКазы I наблюдается только в комплексах, приготовленных при соотношении зарядов меньше чем 1:1.5. Полученные данные хорошо согласуются с результатами изучения стехиометрии комплексов ДНК/конъюгат (рис.4).The interaction of DNA with polycations leads to its compaction and, as a result, to protection against nucleases (Niidome T. et al., 1997; Liu G. et al., 2001). Moreover, the degree of DNA compaction in complexes directly correlates with its sensitivity to nucleases. Figure 5 shows the results of processing DNA / conjugate complexes prepared at different ratios of DNA and peptide charges with DNase I. As expected, an increase in the peptide content in the reaction medium leads to a greater protection of DNA from degradation. DNA in complexes prepared at a ratio of negative DNA charges to positive peptide charges of 1: 1 (electrically neutral complexes) is only partially protected from degradation (Fig. 4-5, lane 4). Complete resistance to the action of DNase I is observed only in complexes prepared with a charge ratio of less than 1: 1.5. The data obtained are in good agreement with the results of studying the stoichiometry of DNA / conjugate complexes (Fig. 4).

Оценка чувствительности комплексов ДНК/конъюгат к ДНКазе I позволила определить еще один важный параметр комплексообразования - кооперативность взаимодействий ДНК - поликатион. Возможны две модели комплексообразования. В случае кооперативного взаимодействия отрицательно заряженные комплексы ДНК/поликатион обладают большим сродством к свободному поликатиону, чем несвязанная ДНК. Поэтому при соотношении зарядов ДНК и поликатиона больше чем 1:1 (избыток ДНК) реакционная среда будет содержать смесь электрически нейтральных (или обладающих небольшим положительным зарядом) комплексов и свободных молекул ДНК. При некооперативном характере взаимодействий молекулы поликатиона распределяются среди молекул ДНК случайным статистическим образом, в результате реакционная среда будет содержать более-менее однородную смесь комплексов, причем их заряд будет определяться исходными соотношениями ДНК и поликатиона (Liu G. et al., 2001). При кооперативном характере взаимодействий ДНК с поликатионом обработка ДНКазой I комплексов, приготовленных при соотношении зарядов больше чем 1:1, приведет, с одной стороны, к полной деградации несвязанной ДНК, содержащейся в реакционной среде, а с другой стороны, к полной защите ДНК, образовавшей комплексы с поликатионом. В случае некооперативного взаимодействия обработка ДНКазой I отрицательно заряженных комплексов приведет к частичной деградации всей ДНК, причем размер продуктов деградации будет увеличиваться по мере увеличения содержания поликатиона в комплексах. Зависимость устойчивости ДНК в составе комплексов с NLS-TSF-7 к действию ДНКазы I от соотношения зарядов ДНК и пептида соответствует некооперативному характеру взаимодействий (рис.5).Assessment of the sensitivity of DNA / conjugate complexes to DNase I made it possible to determine yet another important parameter of complexation — the cooperativity of DNA interactions — the polycation. Two models of complexation are possible. In the case of cooperative interaction, negatively charged DNA / polycation complexes have a greater affinity for a free polycation than unbound DNA. Therefore, with a ratio of DNA and polycation charges greater than 1: 1 (excess DNA), the reaction medium will contain a mixture of electrically neutral (or having a small positive charge) complexes and free DNA molecules. If the interactions are non-cooperative, the polycation molecules are randomly distributed among DNA molecules, as a result, the reaction medium will contain a more or less homogeneous mixture of complexes, and their charge will be determined by the initial ratios of DNA and polycation (Liu G. et al., 2001). In the cooperative nature of the interactions of DNA with a polycation, treatment with DNase I of complexes prepared with a charge ratio of more than 1: 1 will lead, on the one hand, to complete degradation of the unbound DNA contained in the reaction medium, and, on the other hand, to complete protection of the DNA that formed complexes with polycation. In the case of non-cooperative interaction, treatment with DNase I of negatively charged complexes will lead to partial degradation of all DNA, and the size of the degradation products will increase with increasing polycation content in the complexes. The dependence of DNA stability in the complexes with NLS-TSF-7 against the action of DNase I on the ratio of DNA and peptide charges corresponds to the non-cooperative nature of the interactions (Fig. 5).

Демонстрация способности синтезированных молекулярных конъюгатов NLS-TSF7 и NLS-TSF12 к эффективной компактизации плазмидной ДНК с образованием полиэлектролитных комплексов позволила перейти к решению следующей задачи - изучению факторов, влияющих на эффективность проникновения таких комплексов в клетки млекопитающих, экспрессирующих рецепторы трансферрина. Клетки гепатомы человека HepG2 и фибробласты человека VH10 трансфецировали комплексами pCMVluc/NLS-TSF7 и pCMVluc/NLS-TSF12. Оба комплекса оказались трансфекционно активными. Более того, высокие избытки свободных молекулярных конъюгатов (50х) приводили к подавлению уровня трансфекции, что свидетельствует о роли трансфериновых рецепторов в связывании комплексов ДНК/конъюгат с поверхностью клетки (рис.6). При этом молекулярный конъюгат NLS-TSF7 обеспечивал более высокий уровень трансфекции клеток по сравнению с NLS-TSF12 (~ в 2.5 раза) (рис.6). На рисунке приведены результаты люциферазного теста, демонстрирующие влияние различных факторов на эффективность трансфекции клеток HepG2. В случае с фибробластами были получены сходные результаты (данные не представлены). В предыдущих работах мы показали стимулирующую роль свободных катионных пептидов Tat и K8 в интернализации коплексов ДНК с катионными пептидами. В тех же условиях свободные пептиды не оказывали существенного влияния на эффективность трансфекции клеток комплексами ДНК с молекулярными конъюгатами, содержащими в качестве лигандной составляющей синтетические аналоги люлиберинов. Представлялось интересным провести аналогичные исследования в отношении комплексов ДНК с NLS-TSF7 и NLS-TSF12. Установлено, что умеренные избытки свободных конъюгатов в культуральной среде не оказывают существенного влияния на уровень трансфекции клеток. В этом отношении они проявляют сходство с молекулярными конъюгатами на основе синтетических аналогов люлиберина. По-видимому, это сходство объясняется общим механизмом интернализации комплексов - рецептор-опосредованным эндоцитозом, в отличие от комплексов ДНК с катионными пептидами Tat и K8, где основную роль в интернализации играет адсорбционный эндоцитоз (Ignatovich I. A. et al., 2003; Диже Э.Б. и др., 2006; Ефремов А.М. и др., 2009).Demonstration of the ability of the synthesized molecular conjugates NLS-TSF7 and NLS-TSF12 to efficiently compact plasmid DNA with the formation of polyelectrolyte complexes allowed us to proceed to the next task - the study of factors affecting the efficiency of penetration of such complexes into mammalian cells expressing transferrin receptors. HepG2 human hepatoma cells and VH10 human fibroblasts were transfected with pCMVluc / NLS-TSF7 and pCMVluc / NLS-TSF12 complexes. Both complexes turned out to be transfectionally active. Moreover, high excesses of free molecular conjugates (50x) led to the suppression of the level of transfection, which indicates the role of transferrin receptors in the binding of DNA / conjugate complexes to the cell surface (Fig. 6). Moreover, the NLS-TSF7 molecular conjugate provided a higher level of cell transfection compared to NLS-TSF12 (~ 2.5 times) (Fig. 6). The figure shows the results of the luciferase test, demonstrating the influence of various factors on the efficiency of transfection of HepG2 cells. In the case of fibroblasts, similar results were obtained (data not shown). In previous works, we showed the stimulating role of free cationic peptides Tat and K8 in the internalization of DNA complexes with cationic peptides. Under the same conditions, free peptides did not significantly affect the efficiency of cell transfection with DNA complexes with molecular conjugates containing synthetic luliberins as a ligand component. It was interesting to carry out similar studies regarding DNA complexes with NLS-TSF7 and NLS-TSF12. It was found that moderate excesses of free conjugates in the culture medium do not significantly affect the level of cell transfection. In this regard, they are similar to molecular conjugates based on synthetic analogues of luliberin. Apparently, this similarity is explained by the general mechanism of internalization of complexes - receptor-mediated endocytosis, in contrast to DNA complexes with cationic peptides Tat and K8, where adsorption endocytosis plays the main role in internalization (Ignatovich IA et al., 2003; Diezhe E. B . et al., 2006; Efremov A.M. et al., 2009).

Роль эндоцитоза в трансфекции клеток комплексами ДНК с молекулярными конъюгатами NLS-TSF7 и NLS-TSF12 проверяли в экспериментах, проведенных в отсутствие ионов Са2+.The role of endocytosis in cell transfection with DNA complexes with the molecular conjugates NLS-TSF7 and NLS-TSF12 was tested in experiments conducted in the absence of Ca 2+ ions .

Известно, что как рецептор-опосредованный, так и адсорбционный эндоцитоз угнетается в отсутствие ионов Са2+. Установлено, что удаление CaCl2 из культуральной среды приводит к практически полному подавлению уровня экспрессии переносимого гена при использовании обоих конъюгатов (рис.6).It is known that both receptor-mediated and adsorption endocytosis are inhibited in the absence of Ca 2+ ions . It was found that the removal of CaCl 2 from the culture medium leads to an almost complete suppression of the expression level of the transferred gene using both conjugates (Fig. 6).

Еще одним важным фактором, существенно влияющим на эффективность трансфекции клеток полиэлектролитными комплексами, является присутствие в культуральной среде белков сыворотки крови. Ранее мы показали, что трансфекция клеток комплексами ДНК с катионным пептидом Tat и с молекулярными конъюгатами на основе аналогов люлиберина в присутствии белков сыворотки крови приводит к существенному снижению уровня экспрессии перенесенного гена (Ignatovich I. А. et al., 2003; Ефремов А.М. и др., 2009). Это может иметь решающее значение при разработке систем переноса генов in vivo. Аналогичные эксперименты были проведены и с молекулярными конъюгатами NLS-TSF7 и NLS-TSF12. Установлено, что введение при трансфекции клеток в культуральную среду 10% эмбриональной коровьей сыворотки (FCS) приводило к падению уровня экспрессии перенесенного гена (рис.6). Интересно отметить, что в присутствии сыворотки уровень трансфекции клеток комплексами ДНК с NLS-TSF12 оказался выше, чем в случае комплексов ДНК с NLS-TSF7, несмотря на то, что в отсутствие сыворотки наблюдалась обратная ситуация. Это обстоятельство необходимо учитывать в дальнейших разработках невирусных систем переноса генов на основе синтезированных молекулярных конъюгатов. Например, для системы регенеративной генотерапии поверхностных повреждений тканей млекопитающих более оптимальным представляется молекулярный конъюгат NLS-TSF7, тогда как в случае работ по переносу генов, требующих системного введения препаратов в кровяное русло, NLS-TSF12 может оказаться предпочтительнее.Another important factor that significantly affects the efficiency of cell transfection with polyelectrolyte complexes is the presence of blood serum proteins in the culture medium. Earlier, we showed that transfection of cells with DNA complexes with a Tat cationic peptide and with molecular conjugates based on luliberin analogues in the presence of blood serum proteins leads to a significant decrease in the level of expression of the transferred gene (Ignatovich I. A. et al., 2003; Efremov A. M . and others, 2009). This may be critical in the development of in vivo gene transfer systems. Similar experiments were carried out with the molecular conjugates NLS-TSF7 and NLS-TSF12. It was established that the introduction of 10% embryonic bovine serum (FCS) during transfection of cells into the culture medium led to a decrease in the level of expression of the transferred gene (Fig. 6). It is interesting to note that in the presence of serum, the level of transfection of cells with DNA complexes with NLS-TSF12 turned out to be higher than in the case of DNA complexes with NLS-TSF7, although the opposite was observed in the absence of serum. This circumstance must be taken into account in further development of non-viral gene transfer systems based on synthesized molecular conjugates. For example, the molecular conjugate NLS-TSF7 seems to be more optimal for a system of regenerative gene therapy of superficial tissue damage in mammals, whereas in the case of gene transfer work requiring systemic administration of drugs into the bloodstream, NLS-TSF12 may be preferable.

Были проведены исследования способности комплексов плазмидной ДНК с разработанными молекулярными конъюгатами NLS-TSF7 проникать в клетки in vivo, что может быть использовано для целей генной терапии или диагностики. В качестве модели использовали поверхностные раны тканей мышей линии DBA-2 (самцы, 6 недель). Комплексы pCMVluc/NLS-TSF7 (соотношение зарядов 1:1) вводили либо в кожу здоровых мышей (10 уколов вокруг площади ~60 мм2), либо обкалывали рану сходной площади. Количество комплексов составляло 50 мкг ДНК на мышь. Контрольной группе мышей проводили инъекции такого же количества свободной плазмиды pCMVluc. Перед экспериментом кожа экспериментальных животных подготавливалась - удалялся волосяной покров. Раны наносились с помощью хирургического скальпеля на глубину 2 мм, захватывая подлежащую мышечную ткань, в области нижней части спины. Через 5 суток после инъекций мыши умерщвлялись, область кожи вблизи уколов использовалась для получения лизатов, в которых оценивали активность люциферазы. Результаты представлены на рис.7. Использование при инъекциях комплексов pCMVluc/NLS-TSF7 приводило к возрастанию люциферазной активности более чем в 100 раз по сравнению с инъекциями свободной ДНК. Существенной разницы между инъекциями здоровым животным и животным с резаными ранами отмечено не было (рис.7). Таким образом, синтезированный молекулярный конъюгат NLS-TSF7 способен эффективно переносить гены в поверхностные ткани млекопитающих.Studies have been conducted of the ability of complexes of plasmid DNA with the developed molecular conjugates of NLS-TSF7 to penetrate into cells in vivo, which can be used for gene therapy or diagnosis. As a model, surface wounds of tissues of mice of the DBA-2 line (males, 6 weeks) were used. The pCMVluc / NLS-TSF7 complexes (charge ratio 1: 1) were either injected into the skin of healthy mice (10 injections around an area of ~ 60 mm 2 ), or they cut a wound of a similar area. The number of complexes was 50 μg of DNA per mouse. A control group of mice was injected with the same amount of free plasmid pCMVluc. Before the experiment, the skin of the experimental animals was prepared - the hair was removed. Wounds were applied with a surgical scalpel to a depth of 2 mm, capturing the underlying muscle tissue in the lower back. 5 days after the injection, the mice were sacrificed, and the area of the skin near the injections was used to obtain lysates in which luciferase activity was evaluated. The results are presented in Fig. 7. The use of pCMVluc / NLS-TSF7 complexes during injection led to an increase in luciferase activity by more than 100 times compared with free DNA injections. There was no significant difference between injections in healthy animals and animals with cut wounds (Fig. 7). Thus, the synthesized molecular conjugate NLS-TSF7 is able to efficiently transfer genes to the surface tissues of mammals.

Нижеследующий пример дан для цели иллюстрирования одного из вариантов воплощения изобретения и не призван в чем бы то ни было ограничить настоящее изобретение.The following example is given for the purpose of illustrating one embodiment of the invention and is not intended to limit the present invention in any way.

Пример 1Example 1

Была выполнена апробация разработанных молекулярных конъюгатов в комплексе с ДНК для целей генной терапии на модели регенерационной генотерапии на лабораторных животных. Проверка способности комплексов ДНК с молекулярным конъюгатом NLS-TSF7 проникать в клетки поверхностных тканей мышей была проведена на мышах линии DBA-2 (самцы, 6 недель). С этой целью мышам с повреждениями поверхностных тканей был с помощью молекулярного конъюгата NLS-TSF7 был осуществлен перенос разработанного нами ранее вектора экспрессии синтетического гена, кодирующего инсулин-подобный фактор роста I типа человека pCMVIGF-1s (заявка №2007124538/20(026721). Для эксперимента использовались мыши линии DBA-2 возраста 6 недель (самцы). Перед нанесением ран кожа экспериментальных животных подготавливалась - удалялся волосяной покров. Раны наносились с помощью хирургического скальпеля на глубину 2 мм, захватывая подлежащую мышечную ткань, в области нижней части спины. По характеру повреждения эти раны классифицируются как «резаные». Инъекции экспериментальных препаратов наносились инсулиновым шприцем в виде 10 уколов в каждую рану. В эксперименте было сформировано 4 группы животных. В каждой группе по 10 мышей. Опытные группы инъецировали либо свободной pCMVIGF-1s или комплексами pCMVIGF-1s/NLS-TSF7 (соотношение зарядов 1:1). Инъекции проводили десятикратно в области, окружающие рану. Для инъекций использовали 50 мкг ДНК на мышь в 100 мкл PBS, содержащем 4 мМ CaCl2. Контрольные группы получали инъекции плазмидной ДНК с делетированным промотором (pAIGF-1s) и свободный NLS-TSF7. На 3, 5 и 7 сутки по две мыши из каждой группы умерщвляли и из областей, прилегающих к ране, выделяли РНК, которую использовали для количественной оценки экспрессии IGF-1 методом RealTime RT-PCR. Результаты приведены на рис.8. Уровень экспрессии гена IGF-1 на 3 и 5 сутки после начала эксперимента был выше от 64 до 128 раз при инъекциях комплексов pCMVIGF-1s/NLS-TSF7 по сравнению с инъекциями свободной pCMVIGF-1s. В контрольных группах, инъецированных плазмидой с делегированным промотором или свободным молекулярным конъюгатом NLS-TSF7, экспрессии IGF-1 зарегистрировано не было. Полученные данные подтверждают ранее полученные результаты о высокой эффективности молекулярного конъюгата NLS-TSF7 при доставке генов в поверхностные ткани млекопитающих.The developed molecular conjugates in combination with DNA were tested for gene therapy in a model of regenerative gene therapy in laboratory animals. A test of the ability of DNA complexes with the NLS-TSF7 molecular conjugate to penetrate into the surface tissue cells of mice was performed on DBA-2 mice (males, 6 weeks). For this purpose, mice with surface tissue injuries were transferred using the NLS-TSF7 molecular conjugate and the expression vector of the synthetic gene encoding the human type I insulin-like growth factor pCMVIGF-1s (application No. 2007124538/20 (026721) was developed by us. mice of a 6-week-old DBA-2 line were used in the experiment. Before applying the wounds, the skin of the experimental animals was prepared - the hair was removed. The wounds were applied using a surgical scalpel to a depth of 2 mm, capturing the subject we tissue in the lower back. According to the nature of the damage, these wounds are classified as “cut." Injections of the experimental preparations were applied with an insulin syringe in the form of 10 injections into each wound. In the experiment, 4 groups of animals were formed. In each group, 10 mice. Experienced the groups were injected with either free pCMVIGF-1s or pCMVIGF-1s / NLS-TSF7 complexes (charge ratio 1: 1) .Injections were performed ten times in the areas surrounding the wound. For injection, 50 μg of DNA per mouse was used in 100 μl of PBS containing 4 mM CaCl 2 . Control groups received plasmid DNA injections with a deleted promoter (pAIGF-1s) and free NLS-TSF7. On days 3, 5, and 7, two mice from each group were killed and RNA was isolated from regions adjacent to the wound, which was used to quantify the expression of IGF-1 by RealTime RT-PCR. The results are shown in Fig. 8. The level of IGF-1 gene expression on days 3 and 5 after the start of the experiment was higher from 64 to 128 times with injections of pCMVIGF-1s / NLS-TSF7 complexes compared to injections of free pCMVIGF-1s. In control groups injected with a plasmid with a delegated promoter or a free molecular conjugate of NLS-TSF7, no expression of IGF-1 was detected. The data obtained confirm the previously obtained results on the high efficiency of the NLS-TSF7 molecular conjugate in the delivery of genes to the surface tissues of mammals.

Оценку скорости регенерации проводили, измеряя площади ран на 7, 10, 14 и 21 сутки после начала эксперимента.The regeneration rate was estimated by measuring the area of the wounds on days 7, 10, 14, and 21 after the start of the experiment.

Результаты суммированы в таблице 1. На рис.9 приведены фотографии мышей на 14 сутки после начала эксперимента, инъецированные свободным NLS-TSF7 и комплексами pCMVIGF-1s/NLS-TSF7. Инъекции как свободной pCMVIGF-1s, так и комплексов pCMVIGF-1s/NLS-TSF7 приводили к существенному ускорению процесса заживления раны по сравнению с контрольными группами. Через 14 суток после начала эксперимента у мышей, инъецированных комплексами pCMVIGF-1s/NLS-TSF7, происходило полное заживление раны, тогда как в контрольных группах площадь раны составляла около 10 мм2 (~17% от исходного размера) (табл.1). Более того, у мышей, инъецированных комплексами pCMVIGF-1s/NLS-TSF7, на 10 сутки после начала эксперимента размер раны был в два раза ниже, чем у мышей, инъецированных свободной плазмидой, и в 4 раза ниже, чем у контрольных групп. Полученные результаты свидетельствуют о высокой эффективности разработанной системы доставки генов для целей генной терапии, в том числе регенерационной генотерапии поверхностных повреждений млекопитающих.The results are summarized in Table 1. Figure 9 shows photographs of mice on the 14th day after the start of the experiment, injected with free NLS-TSF7 and pCMVIGF-1s / NLS-TSF7 complexes. Injections of both free pCMVIGF-1s and pCMVIGF-1s / NLS-TSF7 complexes significantly accelerated wound healing compared to control groups. 14 days after the start of the experiment, mice injected with pCMVIGF-1s / NLS-TSF7 complexes underwent complete wound healing, while in the control groups the wound area was about 10 mm 2 (~ 17% of the initial size) (Table 1). Moreover, in mice injected with pCMVIGF-1s / NLS-TSF7 complexes, on the 10th day after the start of the experiment, the wound size was two times lower than in mice injected with a free plasmid and 4 times lower than in control groups. The results obtained indicate the high efficiency of the developed gene delivery system for gene therapy, including regenerative gene therapy of surface damage to mammals.

Литературные ссылкиLiterary references

1. Диже Э.Б., Игнатович И.А., Буров С.В., Похвощева А.В., Акифьев Б.Н., Ефремов А.М., Перевозчиков А.П., Орлов С.В. 2006. Комплексы ДНК с катионными пептидами: условия формирования и факторы, влияющие на эффективность проникновения в клетки млекопитающих. Биохимия 71:1659-1667.1. Diezhe E.B., Ignatovich I.A., Burov S.V., Pokhvoshcheva A.V., Akifiev B.N., Efremov A.M., Perevozchikov A.P., Orlov S.V. 2006. DNA complexes with cationic peptides: formation conditions and factors affecting the efficiency of penetration into mammalian cells. Biochemistry 71: 1659-1667.

2. Духовлинов И.В., Иванов И.А. Заявка №2007124538/20(026721). Фармацевтическая композиция для генной терапии заболеваний, требующих стимуляции регенераторных процессов, включая повреждения тканей человека различной этиологии, на основе синтетического модифицированного гена инсулиноподобного фактора роста человека 1 (IFG-1).2. Dukhovlinov I.V., Ivanov I.A. Application No. 2007124538/20 (026721). A pharmaceutical composition for the gene therapy of diseases requiring stimulation of regenerative processes, including damage to human tissues of various etiologies, based on a synthetic modified gene of insulin-like human growth factor 1 (IFG-1).

3. Ефремов А.М., Буглаева А.О., Орлов С.В., Буров С.В., Игнатович И.А., Диже Э.Б., Шавва В.С., Перевозчиков А.П. 2009. Перенос генетических конструкций через трансплацентарный барьер в зародыши мыши. Онтогенез 40, в печати.3. Efremov A.M., Buglaeva A.O., Orlov S.V., Burov S.V., Ignatovich I.A., Diezhe E.B., Shavva V.S., Perevozchikov A.P. 2009. Transfer of genetic constructs through the transplacental barrier in mouse embryos. Ontogenesis 40, in print.

4. Игнатович И.А., Диже Э.Б, Акифьев Б.Н., Буров С.В., Боярчук Е.А., Перевозчиков А.П. 2002. Доставка «суицидного» гена тимидинкиназы вируса герпеса в комплексе с катионным пептидом в клетки гепатомы человека in vitro. Цитология 44:455-462.4. Ignatovich I.A., Diezhe E.B., Akifiev B.N., Burov S.V., Boyarchuk E.A., Perevozchikov A.P. 2002. Delivery of the “suicide” gene of the herpes virus thymidine kinase in combination with the cationic peptide to human hepatoma cells in vitro. Cytology 44: 455-462.

5. Abela R. A., Qian J., Xu L., Lawrence T. S., Zhang М. 2008. Radiation improves gene delivery by a novel transferrin-lipoplex nanoparticle selectively in cancer cells. Cancer Gene Ther., May 16.5. Abela R. A., Qian J., Xu L., Lawrence T. S., Zhang M. 2008. Radiation improves gene delivery by a novel transferrin-lipoplex nanoparticle selectively in cancer cells. Cancer Gene Ther., May 16.

6. Ahn C. Н., Chae S. Y., Bae Y. Н., Kirn S. W. 2002. Biodegradable poly(ethylenimme) forplasmid DNA delivery. J. Controlled Release 80:273-82.6. Ahn C. N., Chae S. Y., Bae Y. N., Kirn S. W. 2002. Biodegradable poly (ethylenimme) forplasmid DNA delivery. J. Controlled Release 80: 273-82.

7. Ali S. A., Joao Н. C., Hammerschmid F., Eder J., Steinkasserer A. 1999a. Transferrin trojan horses as a rational approach for the biological delivery of therapeutic peptide domains. J. Biol. Chem., 274:24066-24073.7. Ali S. A., Joao N. C., Hammerschmid F., Eder J., Steinkasserer A. 1999a. Transferrin trojan horses as a rational approach for the biological delivery of therapeutic peptide domains. J. Biol. Chem., 274: 24066-24073.

8. Ali S. A., Joao Н. C., Hammerschmid F., Eder J., Steinkasserer A. 1999b. An antigenic HIV-1 peptide sequence engineered into the surface structure of transferrin does not elicit an antibody response. FEBS Lett., 459:230-232.8. Ali S. A., Joao N. C., Hammerschmid F., Eder J., Steinkasserer A. 1999b. An antigenic HIV-1 peptide sequence engineered into the surface structure of transferrin does not elicit an antibody response. FEBS Lett., 459: 230-232.

9. Andrianaivo F., Lecocq М., Wattiaux-De Coninck S., Wattiaux R., and Jadot М. 2004. Hydrodynamics-based transfection of the liver: entrance into hepatocytes of DNA that causes expression takes place very early after injection. J Gene Med 6:877-883.9. Andrianaivo F., Lecocq M., Wattiaux-De Coninck S., Wattiaux R., and Jadot M. 2004. Hydrodynamics-based transfection of the liver: entrance into hepatocytes of DNA that causes expression takes place very early after injection. J Gene Med 6: 877-883.

10. Apodaca G. 2001. Endocytic traffic in polarized epithelial cells: role of the actin and microtubule cytoskeleton. Traffic 2: 149-151.10. Apodaca G. 2001. Endocytic traffic in polarized epithelial cells: role of the actin and microtubule cytoskeleton. Traffic 2: 149-151.

11. Barabas K., Sizensky J. A., Faulk W. P. 1992. Transferrin conjugates ofadriamycin are cytotoxic without intercalating nuclear-DNA. J. Biol. Chem., 267:9437-9442.11. Barabas K., Sizensky J. A., Faulk W. P. 1992. Transferrin conjugates of adriamycin are cytotoxic without intercalating nuclear-DNA. J. Biol. Chem., 267: 9437-9442.

12. Bendas G., Rothe U., Scherphof G. L., Kamps J. A. 2003. The influence of repeated injections on pharmacokinetics and biodistribution of different types ofsterically stabilized immunoliposomes, Biochim. Biophys. Acta 1609:63-70.12. Bendas G., Rothe U., Scherphof G. L., Kamps J. A. 2003. The influence of repeated injections on pharmacokinetics and biodistribution of different types ofsterically stabilized immunoliposomes, Biochim. Biophys. Acta 1609: 63-70.

13. Berczi A., Ruthner M., Szuts V., Fritzer M., Schweinzer E., Goldenberg H. 1993. Influence of conjugation of doxorubicin to transferrin on the iron uptake by K562-cells via receptor-mediated endocytosis, Eur. J. Biochem., 213:427-436.13. Berczi A., Ruthner M., Szuts V., Fritzer M., Schweinzer E., Goldenberg H. 1993. Influence of conjugation of doxorubicin to transferrin on the iron uptake by K562-cells via receptor-mediated endocytosis, Eur. J. Biochem. 213: 427-436.

14. Berczi A., Barabas K., Sizensky J. A., Faulk W. P. 1993. Adriamycin conjugates of human transferrin bind transferrin receptors and kill K562 and HL-60-cells. Arch. Biochem. Biophys., 300:356-363.14. Berczi A., Barabas K., Sizensky J. A., Faulk W. P. 1993. Adriamycin conjugates of human transferrin bind transferrin receptors and kill K562 and HL-60-cells. Arch. Biochem. Biophys., 300: 356-363.

15. Budker V., Budker Т., Zhang G., Subbotin V., Loomis A., and Wolff J. A. 2000. Hypothesis: naked plasmid DNA is taken up by cells in vivo by a receptor-mediated process. JGeneMed 2:76-88.15. Budker V., Budker T., Zhang G., Subbotin V., Loomis A., and Wolff J. A. 2000. Hypothesis: naked plasmid DNA is taken up by cells in vivo by a receptor-mediated process. JGeneMed 2: 76-88.

16. Cao В. and Huard J. 2004. Gene transfer to skeletal muscle using herpes simplex virus-based vectors. Methods Mol Biol 246:301-308.16. Cao B. and Huard J. 2004. Gene transfer to skeletal muscle using herpes simplex virus-based vectors. Methods Mol Biol 246: 301-308.

17. Carrion С., Domingo J. C., de Madariaga M. A. 2001. Preparation of longcirculating immunoliposomes using PEG-cholesterol conjugates: effect of the spacer arm between PEG and cholesterol on liposomal characteristics. Chem. Phys. Lipids 113:97-110.17. Carrion C., Domingo J. C., de Madariaga M. A. 2001. Preparation of longcirculating immunoliposomes using PEG-cholesterol conjugates: effect of the spacer arm between PEG and cholesterol on liposomal characteristics. Chem. Phys. Lipids 113: 97-110.

18. Chen H. Y., Zhu H. Z., Lu В., Xu X., Yao J. H., Shen Q., and Xue J. L. 2004. Enhancement of naked FIX minigene expression by chloroquine in mice. Acta Pharmacol Sin 25:570-575.18. Chen H. Y., Zhu H. Z., Lu B., Xu X., Yao J. H., Shen Q., and Xue J. L. 2004. Enhancement of naked FIX minigene expression by chloroquine in mice. Acta Pharmacol Sin 25: 570-575.

19. Coffin R. S., Howard M. K., Cumming D. V., Dollery C. M., McEwan J„, Yellon D. M., Marber M. S., MacLean A. R., Brown S. M., and Latchman D. S. 1996a. Gene delivery to the heart in vivo and to cardiac myocytes and vascular smooth muscle cells in vitro using herpes virus vectors. Gene Ther 3:560-566.19. Coffin R. S., Howard M. K., Cumming D. V., Dollery C. M., McEwan J, Yellon D. M., Marber M. S., MacLean A. R., Brown S. M., and Latchman D. S. 1996a. Gene delivery to the heart in vivo and to cardiac myocytes and vascular smooth muscle cells in vitro using herpes virus vectors. Gene Ther 3: 560-566.

20. Coffin R. S., MacLean A. R., Latchman D. S., and Brown S. M. 1996b. Gene delivery to the central and peripheral nervous systems of mice using HSV1 ICP34.5 deletion mutant vectors. Gene Ther 3:886-891.20. Coffin R. S., MacLean A. R., Latchman D. S., and Brown S. M. 1996b. Gene delivery to the central and peripheral nervous systems of mice using HSV1 ICP34.5 deletion mutant vectors. Gene Ther 3: 886-891.

21. Colin M., Maurice M., Trugnan G., Kornprobst M., Harbottle R. P., Knight A., Cooper R. G., Miller A. D., Capeau J., Coutelle C., Brahimi-Horn M. C. 2000. Cell delivery, intracellular trafficking and expression of an integrin-mediated gene transfer vector in tracheal epithelial cells. Gene Ther. 7:139-152.21. Colin M., Maurice M., Trugnan G., Kornprobst M., Harbottle RP, Knight A., Cooper RG, Miller AD, Capeau J., Coutelle C., Brahimi-Horn MC 2000. Cell delivery, intracellular trafficking and expression of an integrin-mediated gene transfer vector in tracheal epithelial cells. Gene Ther. 7: 139-152.

22. Cotten M., Laengle-Rouault F., Kirlappos H., Wagner E., Mechtler K., Zenke M., Beug H., Birnstiel M. L. 1990. Transferrin-polycation mediated introduction of DNA into human leukemic cells: stimulation by agents that affect survival of transfected DNA or modulate transferrin receptor levels. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 87:4033-4037.22. Cotten M., Laengle-Rouault F., Kirlappos H., Wagner E., Mechtler K., Zenke M., Beug H., Birnstiel ML 1990. Transferrin-polycation mediated introduction of DNA into human leukemic cells: stimulation by agents that affect survival of transfected DNA or modulate transferrin receptor levels. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 87: 4033-4037.

23. Cristano R. J., Roth J. A. 1995. Molecular conjugates: a targeted gene delivery vector for molecular medicine. J. Mol. Med. 73:479-486.23. Cristano R. J., Roth J. A. 1995. Molecular conjugates: a targeted gene delivery vector for molecular medicine. J. Mol. Med. 73: 479-486.

24. Crook K., McLachlan G., Stevenson B. J., Porteous D. J. 1996. Plasmid DNA molecules complexed with cationic liposomes are protected from degradation by nucleuses and shearing by aerosolisation. Gene Ther. 3:834-839.24. Crook K., McLachlan G., Stevenson B. J., Porteous D. J. 1996. Plasmid DNA molecules complexed with cationic liposomes are protected from degradation by nucleuses and shearing by aerosolisation. Gene Ther. 3: 834-839.

25. Culver K. W. 1994. Gene Therapy, Handbook for Phisicians. M.-A. Liebert Publ.25. Culver K. W. 1994. Gene Therapy, Handbook for Phisicians. M.-A. Liebert Publ.

26. Dash P. R., Read M. L., Barrett L. В., Wolfert M. A., Seymour L. W. 1999. Factors affecting blood clearance and in vivo distribution of polyelectrolyte complexes for gene delivery. Gene Ther. 6:643-650.26. Dash P. R., Read M. L., Barrett L. B., Wolfert M. A., Seymour L. W. 1999. Factors affecting blood clearance and in vivo distribution of polyelectrolyte complexes for gene delivery. Gene Ther. 6: 643-650.

27. Davies J. C. 2002. New therapeutic approaches for cystic fibrosis lung disease. J R Soc Med 95:58-67.27. Davies J. C. 2002. New therapeutic approaches for cystic fibrosis lung disease. J R Soc Med 95: 58-67.

28. Davies M, Parry J. E., Sutcliffe R.G. 1981. Examination of different preparations of human placental plasma membrane for the binding of insulin, transfemn and immunoglobulins. J. Reprod. Fertil., 63:315-324.28. Davies M, Parry J. E., Sutcliffe R.G. 1981. Examination of different preparations of human placental plasma membrane for the binding of insulin, transfemn and immunoglobulins. J. Reprod. Fertil. 63: 315-324.

29. Di N. M., Carlo-Stella C., Anichini A., Mortarini R., Guidetti A., Tragni G., Gallino F., Del V. M., Ravagnani F., Morelli D., Chaplin P., Arndtz N., Sutter G., Drexler I., Parmiani G., Cascinelli N., and Gianni A. M. 2003. Clinical protocol. Immunization of patients with malignant melanoma with autologous CD34(+) cell-derived dendritic cells transduced ex vivo with a recombinant replication-deficient vaccinia vector encoding the human tyrosinase gene: a phase I trial. Hum Gene Ther 14:1347-1360.29. Di NM, Carlo-Stella C., Anichini A., Mortarini R., Guidetti A., Tragni G., Gallino F., Del VM, Ravagnani F., Morelli D., Chaplin P., Arndtz N., Sutter G., Drexler I., Parmiani G., Cascinelli N., and Gianni AM 2003. Clinical protocol. Immunization of patients with malignant melanoma with autologous CD34 (+) cell-derived dendritic cells transduced ex vivo with a recombinant replication-deficient vaccinia vector encoding the human tyrosinase gene: a phase I trial. Hum Gene Ther 14: 1347-1360.

30. Enns C. A., Suomalainen H. A., Gebhardt J. E., Schroder J., Sussman H. H. 1982. Human transfemn receptor: expression of the receptor is assigned to chromosome 3. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 79:3241-3245.30. Enns C. A., Suomalainen H. A., Gebhardt J. E., Schroder J., Sussman H. H. 1982. Human transfemn receptor: expression of the receptor is assigned to chromosome 3. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 79: 3241-3245.

31. Erbacher P., Bousser M., Raimond J., Monsigny M., Midoux P., Roche A. C. 1996. Gene transfer by DNA / Glycosylated polylysine complexes into Human monocyte-derived macrophages. Human Gene Ther. 7:721-729.31. Erbacher P., Bousser M., Raimond J., Monsigny M., Midoux P., Roche A. C. 1996. Gene transfer by DNA / Glycosylated polylysine complexes into Human monocyte-derived macrophages. Human Gene Ther. 7: 721-729.

32. Fajac I., Allo J. C., Souil E., Merten M., Pichon C., Figarella C., Monsigny M., Briand P., Midoux P. 2000. Histidylated polylysine as a synthetic vector for gene transfer into immortalized cystic fibrosis airway surface and airway gland serous cells. J. Gene Med. 2:368-378.32. Fajac I., Allo JC, Souil E., Merten M., Pichon C., Figarella C., Monsigny M., Briand P., Midoux P. 2000. Histidylated polylysine as a synthetic vector for gene transfer into immortalized cystic fibrosis airway surface and airway gland serous cells. J. Gene Med. 2: 368-378.

33. Farhood H., Serbina N., Huang L. 1995. The role ofdioleoyl phosphatidylethanolamine in cationic liposome mediated gene transfer. Biochim. Biophys. Acta 1235:289-295.33. Farhood H., Serbina N., Huang L. 1995. The role ofdioleoyl phosphatidylethanolamine in cationic liposome mediated gene transfer. Biochim. Biophys. Acta 1235: 289-295.

34. Felgner P. L., Gadek T. R., Holm M., Roman R., Chan H. W., Wenz M., Northrop J. P., Ringold G. M., Danielsen M. 1987. Lipofection: A highly efficient, lipid mediated DNA-transfection procedure. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 84:7413-7417.34. Felgner P. L., Gadek T. R., Holm M., Roman R., Chan H. W., Wenz M., Northrop J. P., Ringold G. M., Danielsen M. 1987. Lipofection: A highly efficient, lipid mediated DNA-transfection procedure. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 84: 7413-7417.

35. Fisher K. J., Choi H., Burda J., Chen S. J., and Wilson J. M. 1996. Recombinant adenovirus deleted of all viral genes for gene therapy of cystic fibrosis. Virology 217:11-22.35. Fisher K. J., Choi H., Burda J., Chen S. J., and Wilson J. M. 1996. Recombinant adenovirus deleted of all viral genes for gene therapy of cystic fibrosis. Virology 217: 11-22.

36. Flotte T. R. 2004. Gene therapy progress and prospects: recombinant adeno-associated virus (rAAV) vectors. Gene Ther 11:805-810.36. Flotte T. R. 2004. Gene therapy progress and prospects: recombinant adeno-associated virus (rAAV) vectors. Gene Ther 11: 805-810.

37. Gaden F., Franqueville L., Magnusson M. K., Hong S. S., Merten M. D., Lindholm L., and Boulanger P. 2004. Gene transduction and cell entry pathway of fiber-modified adenovirus type 5 vectors carrying novel endocytic peptide ligands selected on human tracheal glandular cells. J Virol 78:7227-7247.37. Gaden F., Franqueville L., Magnusson MK, Hong SS, Merten MD, Lindholm L., and Boulanger P. 2004. Gene transduction and cell entry pathway of fiber-modified adenovirus type 5 vectors carrying novel endocytic peptide ligands selected on human tracheal glandular cells. J Virol 78: 7227-7247.

38. Gewirtz A. M., Stein C. A., and Glazer P. M. 1996. Facilitating oligonucleotide delivery: helping antisense deliver on its promise. Proc Natl Acad Sci U S A 93:3161-3163.38. Gewirtz A. M., Stein C. A., and Glazer P. M. 1996. Facilitating oligonucleotide delivery: helping antisense deliver on its promise. Proc Natl Acad Sci U S A 93: 3161-3163.

39. Glasspool-Malone J., Steenland P. R., McDonald R. J., Sanchez R. A., Watts T. L., Zabner J., and Malone R. W. 2002. DNA transfection of macaque and murine respiratory tissue is greatly enhanced by use ofanuclease inhibitor. J Gene Med 4:323-322.39. Glasspool-Malone J., Steenland P. R., McDonald R. J., Sanchez R. A., Watts T. L., Zabner J., and Malone R. W. 2002. DNA transfection of macaque and murine respiratory tissue is greatly enhanced by use ofanuclease inhibitor. J Gene Med 4: 323-322.

40. Goins W. F., Wolfe D., Krisky D. M., Bai Q., Burton E. A., Fink D. J., and Glorioso J. C. 2004. Delivery using herpes simplex virus: an overview. Methods Mol Biol 246:257-299.40. Goins W. F., Wolfe D., Krisky D. M., Bai Q., Burton E. A., Fink D. J., and Glorioso J. C. 2004. Delivery using herpes simplex virus: an overview. Methods Mol Biol 246: 257-299.

41. Goncalves M. A., van der Velde I., Knaan-Shanzer S., Valerio D., and de Vries V. A. 2004. Stable transduction of large DNA by high-capacity adeno-associated virus/adenovirus hybrid vectors. Virology 321:287-296.41. Goncalves M. A., van der Velde I., Knaan-Shanzer S., Valerio D., and de Vries V. A. 2004. Stable transduction of large DNA by high-capacity adeno-associated virus / adenovirus hybrid vectors. Virology 321: 287-296.

42. Goss J. R., Natsume A., Wolfe D., Mata M., Glorioso J. C., and Fink D. J. 2004. Delivery of herpes simplex virus-based vectors to the nervous system. Methods Mol Biol 246:309-322.42. Goss J. R., Natsume A., Wolfe D., Mata M., Glorioso J. C., and Fink D. J. 2004. Delivery of herpes simplex virus-based vectors to the nervous system. Methods Mol Biol 246: 309-322.

43. Gottschalk S., Sparrow J. Т., Hauer J., Mims M. P., Leiand F. E., Woo S. L., Smith L. C. 1996. A novel DNA-peptide complex for efficient gene transfer and expression in mammalian cells. Gene Ther 3:448-457.43. Gottschalk S., Sparrow J. T., Hauer J., Mims M. P., Leiand F. E., Woo S. L., Smith L. C. 1996. A novel DNA-peptide complex for efficient gene transfer and expression in mammalian cells. Gene Ther 3: 448-457.

44. Gregorevic P., Blankinship M. J., Alien J. M., Crawford R. W., Meuse L., Miller D. G., Russell D. W., and Chamberlain J. S. 2004. Systemic delivery of genes to striated muscles using adeno- associated viral vectors. Nat Med 10:828-834.44. Gregorevic P., Blankinship M. J., Alien J. M., Crawford R. W., Meuse L., Miller D. G., Russell D. W., and Chamberlain J. S. 2004. Systemic delivery of genes to striated muscles using adeno-associated viral vectors. Nat Med 10: 828-834.

45. Griesenbach U., Ferrari S., Geddes D. M., and Alton E. W. 2002. Gene therapy progress and prospects: cystic fibrosis. Gene Ther 9:1344-1350.45. Griesenbach U., Ferrari S., Geddes D. M., and Alton E. W. 2002. Gene therapy progress and prospects: cystic fibrosis. Gene Ther 9: 1344-1350.

46. Gruchala M., Bhardwaj S., Pajusola K., Roy H., Rissanen Т. Т., Kokina I., Kholova I., Markkanen J. E., Rutanen J., Heikura Т., Alitalo K., Bueler H., and Yla-Herttuala S. 2004. Gene transfer into rabbit arteries with adeno-associated virus and adenovirus vectors. J Gene Med 6:545-554.46. Gruchala M., Bhardwaj S., Pajusola K., Roy H., Rissanen T. T., Kokina I., Kholova I., Markkanen JE, Rutanen J., Heikura T., Alitalo K., Bueler H. , and Yla-Herttuala S. 2004. Gene transfer into rabbit arteries with adeno-associated virus and adenovirus vectors. J Gene Med 6: 545-554.

47. Guo Z. S. and Bartlett D. L. 2004. Vaccinia as a vector for gene delivery. Expert Opin BiolTher 4:901-917.47. Guo Z. S. and Bartlett D. L. 2004. Vaccinia as a vector for gene delivery. Expert Opin BiolTher 4: 901-917.

48. Harada-Shiba M., Yamauchi K., Harada A., Takamisawa I., Shimokado K., Kataoka K. 2002. Polyion complex micelles as vectors in gene therapy-pharmacokinetics and in vivo gene transfer. Gene Ther. 9:407-414.48. Harada-Shiba M., Yamauchi K., Harada A., Takamisawa I., Shimokado K., Kataoka K. 2002. Polyion complex micelles as vectors in gene therapy-pharmacokinetics and in vivo gene transfer. Gene Ther. 9: 407-414.

49. Harvey В. G., Leopold P. L., Hackett N. R., Grasso T. M., Williams P. M., Tucker A. L., Kaner R. J., Ferns В., Gonda I., Sweeney T. D., Ramalingam R., Kovesdi I., Shak S., and Crystal R. G. 1999. Airway epithelial CFTR mRNA expression in cystic fibrosis patients after repetitive administration of a recombinant adenovirus. J Clin Invest 104:1245-1255.49. Harvey B. G., Leopold PL, Hackett NR, Grasso TM, Williams PM, Tucker AL, Kaner RJ, Ferns B., Gonda I., Sweeney TD, Ramalingam R., Kovesdi I., Shak S., and Crystal RG 1999. Airway epithelial CFTR mRNA expression in cystic fibrosis patients after repetitive administration of a recombinant adenovirus. J Clin Invest 104: 1245-1255.

50. Hashida M., Mahato R. I., Kawabata K., Miyao Т., Nishikawa M., Takakura Y. 1996. Pharmacokinetics and targeted delivery of proteins and genes, J. Control. Release 41:91-97.50. Hashida M., Mahato R. I., Kawabata K., Miyao T., Nishikawa M., Takakura Y. 1996. Pharmacokinetics and targeted delivery of proteins and genes, J. Control. Release 41: 91-97.

51. Herweijer H., Zhang G., Subbotin V. M., Budker V., Williams P., and Wolff J. A. 2001. Time course of gene expression after plasmid DNA gene transfer to the liver. J Gene Med 3:280-291.51. Herweijer H., Zhang G., Subbotin V. M., Budker V., Williams P., and Wolff J. A. 2001. Time course of gene expression after plasmid DNA gene transfer to the liver. J Gene Med 3: 280-291.

52. Hui S. W., Langner M., Zhao Y. L., Ross P., Hurley E., Chan K. 1996. The role of helper lipids in cationic liposome-mediated gene transfer. Biophys. J. 71:590-599.52. Hui S. W., Langner M., Zhao Y. L., Ross P., Hurley E., Chan K. 1996. The role of helper lipids in cationic liposome-mediated gene transfer. Biophys. J. 71: 590-599.

53. Ignatovich I. A., Dizhe E. В., Pavlotskaya A. V., Akifiev B. N., Burov S. V., Orlov S. V., Perevozchikov A. P. 2003. Complexes of plasmid DNA with basic domain 47-57 of the HIV-1 Tat protein are transferred to mammalian cells by endocytosis-mediated pathways. J Biol Chem 278:42625-42636.53. Ignatovich IA, Dizhe E. B., Pavlotskaya AV, Akifiev BN, Burov SV, Orlov SV, Perevozchikov AP 2003. Complexes of plasmid DNA with basic domain 47-57 of the HIV-1 Tat protein are transferred to mammalian cells by endocytosis-mediated pathways. J Biol Chem 278: 42625-42636.

54. Inoue Т., Cavanaugh P. G., Steck P. A., Brunner N. and Nicolson G. L. 1993. Differences in transferrin response and numbers of transferrin receptors in rat and human mammary carcinoma lines of different metastatic potentials. J. Cell Physiol., 156:212-217.54. Inoue T., Cavanaugh P. G., Steck P. A., Brunner N. and Nicolson G. L. 1993. Differences in transferrin response and numbers of transferrin receptors in rat and human mammary carcinoma lines of different metastatic potentials. J. Cell Physiol., 156: 212-217.

55. Jones A. R. and Shusta E. V. 2007. Blood-Brain Barrier Transport of Therapeutics via Receptor-Mediation. Pharmaceutical Research, 24(9):1759-1771.55. Jones A. R. and Shusta E. V. 2007. Blood-Brain Barrier Transport of Therapeutics via Receptor-Mediation. Pharmaceutical Research, 24 (9): 1759-1771.

56. Kamps J. A., Koning G. A., Velinova M. J., Morselt H. W., Wilkens M., Gorter A., Donga J., Scherphof G. L. 2000. Uptake of long-circulating immunoliposomes, directed against colon adenocarcinoma cells, by liver metastases of colon cancer. J. Drug Target. 8:235-245.56. Kamps J. A., Koning G. A., Velinova M. J., Morselt H. W., Wilkens M., Gorter A., Donga J., Scherphof G. L. 2000. Uptake of long-circulating immunoliposomes, directed against colon adenocarcinoma cells, by liver metastases of colon cancer. J. Drug Target. 8: 235-245.

57. Kichler A., Leborgne С., Coeytaux E., Danos 0. 2001. Polyethyleniminemediated gene delivery: a mechanistic study, J. Gene Med. 3:135-44.57. Kichler A., Leborgne S., Coeytaux E., Danos 0. 2001. Polyethyleniminemediated gene delivery: a mechanistic study, J. Gene Med. 3: 135-44.

58. Kobayashi K., Oka K., Forte Т., Ishida В., Teng В., Ishimura-Oka K., Nakamuta M., and Chan L. 1996. Reversal of hypercholesterolemia in low density lipoprotein receptor knockout mice by adenovirus-mediated gene transfer of the very low density lipoprotein receptor. J Biol Chem 271:6852-6860.58. Kobayashi K., Oka K., Forte T., Ishida B., Teng B., Ishimura-Oka K., Nakamuta M., and Chan L. 1996. Reversal of hypercholesterolemia in low density lipoprotein receptor knockout mice by adenovirus -mediated gene transfer of the very low density lipoprotein receptor. J Biol Chem 271: 6852-6860.

59. Kost Т. А. 1999. Expression vectors and delivery systems: Tools for determining gene function and gene therapy. Cur. Opin. Biotech. 10:409-410.59. Kost, T. A. 1999. Expression vectors and delivery systems: Tools for determining gene function and gene therapy. Cur. Opin. Biotech 10: 409-410.

60. Kozarsky K., Grossman M., and Wilson J. M. 1993. Adenovirus-mediated correction of the genetic defect in hepatocytes from patients with familial hypercholesterolemia. Somat Cell Mol Genet 19:449-458.60. Kozarsky K., Grossman M., and Wilson J. M. 1993. Adenovirus-mediated correction of the genetic defect in hepatocytes from patients with familial hypercholesterolemia. Somat Cell Mol Genet 19: 449-458.

61. Kozarsky K. F., Jooss K., Donahee M., Strauss J. F., and Wilson J. M. 1996. Effective treatment of familial hypercholesterolaemia in the mouse model using adenovirus-mediated transfer of the VLDL receptor gene. Nat Genet 13:54-62.61. Kozarsky K. F., Jooss K., Donahee M., Strauss J. F., and Wilson J. M. 1996. Effective treatment of familial hypercholesterolaemia in the mouse model using adenovirus-mediated transfer of the VLDL receptor gene. Nat Genet 13: 54-62.

62. Kozarsky K. F., McKinley D. R., Austin L. L., Raper S. E., Stratford-Perricaudet L. D., and Wilson J. M. 1994. In vivo correction of low density lipoprotein receptor deficiency in the Watanabe heritable hyperlipidemic rabbit with recombinant adeno viruses. J Biol Chem 269:13695-13702.62. Kozarsky K. F., McKinley D. R., Austin L. L., Raper S. E., Stratford-Perricaudet L. D., and Wilson J. M. 1994. In vivo correction of low density lipoprotein receptor deficiency in the Watanabe heritable hyperlipidemic rabbit with recombinant adeno viruses. J Biol Chem 269: 13695-13702.

63. Kwakye-Berko F. and Meshnick S. R. 1989. Binding of chloroquine to DNA. Mol Biochem Parasitol 35:51-55.63. Kwakye-Berko F. and Meshnick S. R. 1989. Binding of chloroquine to DNA. Mol Biochem Parasitol 35: 51-55.

64. Lecocq M., Andrianaivo F., Warnier M. Т., Wattiaux-De Coninck S., Wattiaux R., and Jadot M. 2003. Uptake by mouse liver and intracellular fate ofplasmid DNA after a rapid tail vein injection of a small or a large volume. J Gene Med 5:142-156.64. Lecocq M., Andrianaivo F., Warnier M. T., Wattiaux-De Coninck S., Wattiaux R., and Jadot M. 2003. Uptake by mouse liver and intracellular fate ofplasmid DNA after a rapid tail vein injection of a small or a large volume. J Gene Med 5: 142-156.

65. Lee J. H., Engler J. A., Collawn J. F., Moore B. A. 2001. Receptor mediated uptake of peptides that bind the human transferring receptor. Eur. J. Biochem., 268:2004-2012.65. Lee J. H., Engler J. A., Collawn J. F., Moore B. A. 2001. Receptor mediated uptake of peptides that bind the human transferring receptor. Eur. J. Biochem., 268: 2004-2012.

66. Lerondel S., Vecellio N. L., Faure L., Sizaret P. Y., Sene C., Pavirani A., Diet P., and Le P. A. 2001. Gene therapy for cystic fibrosis with aerosolized adeno virus- CFTR: characterization of the aerosol and scintigraphic determination of lung deposition in baboons. J Aerosol Med 14:95-105.66. Lerondel S., Vecellio NL, Faure L., Sizaret PY, Sene C., Pavirani A., Diet P., and Le PA 2001. Gene therapy for cystic fibrosis with aerosolized adeno virus- CFTR: characterization of the aerosol and scintigraphic determination of lung deposition in baboons. J Aerosol Med 14: 95-105.

67. Li S., Huang L. 2000. Nonviral gene therapy: promises and challenges. Gene Ther, 7:31-34.67. Li S., Huang L. 2000. Nonviral gene therapy: promises and challenges. Gene Ther, 7: 31-34.

68. Liu F., Song Y., and Liu D. 1999. Hydrodynamics-based transfection in animals by systemic administration ofplasmid DNA. Gene Ther 6:1258-1266.68. Liu F., Song Y., and Liu D. 1999. Hydrodynamics-based transfection in animals by systemic administration ofplasmid DNA. Gene Ther 6: 1258-1266.

69. Liu G., Molas M., Grossmann G. A., Pasumarthy M., Perales J. C., Cooper M. J., Hanson R. W. Biological properties of poly-L-lysine-DNA complexes generated by cooperative binding of the polycation. 2001. J. Biol. Chem. 276:34379-34387.69. Liu G., Molas M., Grossmann G. A., Pasumarthy M., Perales J. C., Cooper M. J., Hanson R. W. Biological properties of poly-L-lysine-DNA complexes generated by cooperative binding of the polycation. 2001. J. Biol. Chem. 276: 34379-34387.

70. Luo D., Saltzman W. M. 2000. Synthetic DNA delivery systems. Nat. Biotechnol. 18:33-37.70. Luo D., Saltzman W. M. 2000. Synthetic DNA delivery systems. Nat. Biotechnol. 18: 33-37.

71. Molas M., Gomez-Valades A. G., Vidal-Alabro A., Miguel-Turu M., Bermudez J., Bartrons R., Perales J. C. 2003. Receptor-mediated gene transfer vectors: progress towards genetic pharmaceuticals. Cur. Gene Ther. 3:468-485.71. Molas M., Gomez-Valades A. G., Vidal-Alabro A., Miguel-Turu M., Bermudez J., Bartrons R., Perales J. C. 2003. Receptor-mediated gene transfer vectors: progress towards genetic pharmaceuticals. Cur. Gene Ther. 3: 468-485.

72. Nabel E. G., Plautz G., Nabel G. J. 1990. Site-specific gene expression in vivo by direct gene transfer into the arterial wall. Science 250:997-1000.72. Nabel E. G., Plautz G., Nabel G. J. 1990. Site-specific gene expression in vivo by direct gene transfer into the arterial wall. Science 250: 997-1000.

73. Nagy A., Schally A.V., Armatis P., Szepeshazi K., Halmos G., Kovacs M., Zarandi M., Groot K., Miyazaki M., Jungwirth A., and Horvath J. 1996. Cytotoxic analogs of luteinizing hormone-releasing hormone containing doxorubicin or 2-pyrrolinodoxorubicin, a derivative 500-1000 times more potent. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 93:7269-7273.73. Nagy A., Schally AV, Armatis P., Szepeshazi K., Halmos G., Kovacs M., Zarandi M., Groot K., Miyazaki M., Jungwirth A., and Horvath J. 1996. Cytotoxic analogs of luteinizing hormone-releasing hormone containing doxorubicin or 2-pyrrolinodoxorubicin, a derivative 500-1000 times more potent. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93: 7269-7273.

74. Niidome Т., Ohmori N., Ichinose A., Wada A., Mihara H., Hirayama Т., and Aoyagi H. 1997. Binding of cationic alpha-helical peptides to plasmid DNA and their gene transfer abilities into cells. J. Biol. Chem. 272:15307-15312.74. Niidome T., Ohmori N., Ichinose A., Wada A., Mihara H., Hirayama T., and Aoyagi H. 1997. Binding of cationic alpha-helical peptides to plasmid DNA and their gene transfer abilities into cells. J. Biol. Chem. 272: 15307-15312.

75. Niranjan A., Wolfe D., Fellows W., Goins W. F., Glorioso J. C., Kondziolka D., and Lunsford L. D. 2004. Gene transfer to glial tumors using herpes simplex virus. Methods Mol Biol 246:323-337.75. Niranjan A., Wolfe D., Fellows W., Goins W. F., Glorioso J. C., Kondziolka D., and Lunsford L. D. 2004. Gene transfer to glial tumors using herpes simplex virus. Methods Mol Biol 246: 323-337.

76. Nichols В. J., Lippincott-Schwartz J. 2001. Endocytosis without clathrin coats. Trends Cell Biol. 11:406-412.76. Nichols B. J., Lippincott-Schwartz J. 2001. Endocytosis without clathrin coats. Trends Cell Biol. 11: 406-412.

77. Nguyen H-K., Lemieux Р., Vinogradov S. V., Gebhart C. L., Guerin N., Paradis G., Bronich T. K, Alakhov V. Y., Kabanov A. V. 2000. Evaluation of polyether-polyethyleneimine graft copolymers as gene transfer agents. Gene Ther. 7:126-138.77. Nguyen H-K., Lemieux P., Vinogradov S. V., Gebhart C. L., Guerin N., Paradis G., Bronich T. K, Alakhov V. Y., Kabanov A. V. 2000. Evaluation of polyether-polyethyleneimine graft copolymers as gene transfer agents. Gene Ther. 7: 126-138.

78. Nolan G. P., Shatzman A. R 1998. Expression vectors and delivery systems. Cur. Opin. Biotech. 9:447-450.78. Nolan G. P., Shatzman A. R 1998. Expression vectors and delivery systems. Cur. Opin. Biotech 9: 447-450.

79. Nomura S., Merched A., Nour E., Dicker C., Oka K., and Chan L. 2004. Low-density lipoprotein receptor gene therapy using helper- dependent adenovirus produces long-term protection against atherosclerosis in a mouse model of familial hypercholesterolemia. Gene Ther. 20:1540-1548.79. Nomura S., Merched A., Nour E., Dicker C., Oka K., and Chan L. 2004. Low density lipoprotein receptor gene therapy using helper-dependent adenovirus produces long-term protection against atherosclerosis in a mouse model of familial hypercholesterolemia. Gene Ther. 20: 1540-1548.

80. Ogris M., Brunner S., Schuller S., Kircheis R. and Wagner E. 1999. PEGylated DNA/transferrin-PEl complexes: reduced interaction with blood components, extended circulation in blood and potential for systemic gene delivery. Gene Ther. 6:595-605.80. Ogris M., Brunner S., Schuller S., Kircheis R. and Wagner E. 1999. PEGylated DNA / transferrin-PEl complexes: reduced interaction with blood components, extended circulation in blood and potential for systemic gene delivery. Gene Ther. 6: 595-605.

81. Oka K., Pastore L., Kirn I. H., Merched A., Nomura S., Lee H. J., Merched-Sauvage M., Arden-Riley C., Lee В., Finegold M., Beaudet A., and Chan L. 2001. Long-term stable correction of low-density lipoprotein receptor- deficient mice with a helper- dependent adenoviral vector expressing the very low-density lipoprotein receptor. Circulation 103:1274-1281.81. Oka K., Pastore L., Kirn IH, Merched A., Nomura S., Lee HJ, Merched-Sauvage M., Arden-Riley C., Lee B., Finegold M., Beaudet A., and Chan L. 2001. Long-term stable correction of low density lipoprotein receptor-deficient mice with a helper-dependent adenoviral vector expressing the very low density lipoprotein receptor. Circulation 103: 1274-1281.

82. Oupicky D., Ogris M., Howard K. A., Dash P. R., Ulbrich K., Seymour L. W. 2002. Importance of lateral and steric stabilization of polyelectrolyte gene delivery vectors for extended systemic circulation. Mol. Ther. 5:463-472.82. Oupicky D., Ogris M., Howard K. A., Dash P. R., Ulbrich K., Seymour L. W. 2002. Importance of lateral and steric stabilization of polyelectrolyte gene delivery vectors for extended systemic circulation. Mol. Ther. 5: 463-472.

83. Penacho N., Filipe A., Simoes S., Pedroso de Lima M. C. 2008. Transferrin-associated lipoplexes as gene delivery systems: relevance of mode of preparation and biophysical properties. J. Membr. Biol., 221(3): 141-152.83. Penacho N., Filipe A., Simoes S., Pedroso de Lima M. C. 2008. Transferrin-associated lipoplexes as gene delivery systems: relevance of mode of preparation and biophysical properties. J. Membr. Biol., 221 (3): 141-152.

84. Ponka P. and Lok C. N. 1999. The transferrin receptor: role in health and disease. Int. J. Biochem. Cell BioL, 31: 1111-1137.84. Ponka P. and Lok C. N. 1999. The transferrin receptor: role in health and disease. Int. J. Biochem. Cell BioL, 31: 1111-1137.

85. Ramsay E., Gumbleton M. 2002. Polylysine and polyomithine gene transfer complexes: a study of complex stability and cellular uptake as a basis for their differential in-vitro transfection efficiency. J. Drug Target. 10:1-9.85. Ramsay E., Gumbleton M. 2002. Polylysine and polyomithine gene transfer complexes: a study of complex stability and cellular uptake as a basis for their differential in-vitro transfection efficiency. J. Drug Target. 10: 1-9.

86. Ropert C. 1999. Liposomes as a gene delivery system. Braz. J. Med. Biol. Res. 32:163-169.86. Ropert C. 1999. Liposomes as a gene delivery system. Braz. J. Med. Biol. Res. 32: 163-169.

87. Rosenfeld M. A., Siegfried W., Yoshimura K., Yoneyama K., Fukayama M., Stier L. E., Paakko P. K., Gilardi P., Stratford-Perricaudet L. D., and Perricaudet M. 1991. Adeno virus-mediated transfer of a recombinant alpha 1- antitrypsin gene to the lung epithelium in vivo. Science 252:431-434.87. Rosenfeld MA, Siegfried W., Yoshimura K., Yoneyama K., Fukayama M., Stier LE, Paakko PK, Gilardi P., Stratford-Perricaudet LD, and Perricaudet M. 1991. Adeno virus-mediated transfer of a recombinant alpha 1- antitrypsin gene to the lung epithelium in vivo. Science 252: 431-434.

88. Rossmanith W., Chabicovsky M., Herkner K., and Schulte-Hermann R. 2002. Cellular gene dose and kinetics of gene expression in mouse livers transfected by high-volume tail-vein injection of naked DNA. DNA Cell Biol 21:847-853.88. Rossmanith W., Chabicovsky M., Herkner K., and Schulte-Hermann R. 2002. Cellular gene dose and kinetics of gene expression in mouse livers transfected by high-volume tail-vein injection of naked DNA. DNA Cell Biol 21: 847-853.

89. Rudolph C., Lausier J., Naundorf S., Miiller R. H., Rosenecker J. 2000. In vivo gene delivery to the lung using polyethylenimine and fractured polyamidoamine dendrimers. Journal of Gene Medicine 2:269-278.89. Rudolph C., Lausier J., Naundorf S., Miiller R. H., Rosenecker J. 2000. In vivo gene delivery to the lung using polyethylenimine and fractured polyamidoamine dendrimers. Journal of Gene Medicine 2: 269-278.

90. Sandgren S., Wittrup A., Cheng F., Jonsson M., Ekiund E., Busch S., Belting M. 2004. The human antimicrobial peptide LL-37 transfers extracellular DNA plasmid to the nuclear compartment of mammalian cells via lipid rafts and proteoglycan-dependent endocytosis. J. Biol. Chem. 279:17951-17956.90. Sandgren S., Wittrup A., Cheng F., Jonsson M., Ekiund E., Busch S., Belting M. 2004. The human antimicrobial peptide LL-37 transfers extracellular DNA plasmid to the nuclear compartment of mammalian cells via lipid rafts and proteoglycan-dependent endocytosis. J. Biol. Chem. 279: 17951-17956.

91. Scherman D., Bessodes M., Cameron В., Herscovici J., Hofland H., Pitard В., Soubrier F., Wils P., Crouzet J. 1998. Application oflipids and plasmid design for gene delivery to mammalian cells. Cur. Opin. Biotechnol. 9:480-485.91. Scherman D., Bessodes M., Cameron B., Herscovici J., Hofland H., Pitard B., Soubrier F., Wils P., Crouzet J. 1998. Application oflipids and plasmid design for gene delivery to mammalian cells . Cur. Opin. Biotechnol. 9: 480-485.

92. Schwarzenberger P., Huang W., Oliver P., Osidipe Т., Theodossiou C., Kolls J. K. 2001. Poly-L-lysine-based molecular conjugate vectors: a high efficiency gene transfer system for human progenitor and leukemia cells. Am. J. Med. Sci., 321(2):129-136.92. Schwarzenberger P., Huang W., Oliver P., Osidipe T., Theodossiou C., Kolls J. K. 2001. Poly-L-lysine-based molecular conjugate vectors: a high efficiency gene transfer system for human progenitor and leukemia cells. Am. J. Med. Sci., 321 (2): 129-136.

93. Singh M. 1999. Transferrin as a targeting ligand for liposomes and anticancer drugs. Curr. Pharm.Des. 5: 443-451.93. Singh M. 1999. Transferrin as a targeting ligand for liposomes and anticancer drugs. Curr. Pharm.Des. 5: 443-451.

94. Sizensky J. A., Barabas K., Faulk W. P. 1992. Characterization of the anti-cancer activity oftransferrin-adriamycin conjugates. Am. J. Reprod. Immunol., 27:163-166.94. Sizensky J. A., Barabas K., Faulk W. P. 1992. Characterization of the anti-cancer activity oftransferrin-adriamycin conjugates. Am. J. Reprod. Immunol., 27: 163-166.

95. Smith R. M., Wu G. Y. 1999. Hepatocyte-directed gene delivery by receptor-mediated endocytosis. Semin. Liver Dis. 19: 83-92.95. Smith R. M., Wu G. Y. 1999. Hepatocyte-directed gene delivery by receptor-mediated endocytosis. Semin. Liver Dis. 19: 83-92.

96. Strydom S., Van Jaarsveld P., Van Helden E., Ariatti M., Hawtrey A. 1993. Studies on the transfer of DNA into cells through use of avidin-polylysine conjugates complexed to biotinylated transferrin and DNA. J. Drug Target., 1(2): 165-174.96. Strydom S., Van Jaarsveld P., Van Helden E., Ariatti M., Hawtrey A. 1993. Studies on the transfer of DNA into cells through use of avidin-polylysine conjugates complexed to biotinylated transferrin and DNA. J. Drug Target., 1 (2): 165-174.

97. Subramanian A., Ranganathan P., Diamond S. L. 1999. Nuclear targeting peptide scaffolds for lipofection ofnondividing mammalian cells. Nat. Biotechnol. 17:873-877.97. Subramanian A., Ranganathan P., Diamond S. L. 1999. Nuclear targeting peptide scaffolds for lipofection ofnondividing mammalian cells. Nat. Biotechnol. 17: 873-877.

98. Takei K., Haucke V. 2001. Clathrin-mediated endocytosis: membrane factors pull the trigger. Trends Cell Biol. 11:385-391.98. Takei K., Haucke V. 2001. Clathrin-mediated endocytosis: membrane factors pull the trigger. Trends Cell Biol. 11: 385-391.

99. Taxman D. J., Lee E. S., Wojchowski D. M. 1993. Receptor-targeted transfection using stable maleimido-transferrin/thio-poly-L-lysine conjugates. Anal. Biochem., 213(1):97-103.99. Taxman D. J., Lee E. S., Wojchowski D. M. 1993. Receptor-targeted transfection using stable maleimido-transferrin / thio-poly-L-lysine conjugates. Anal. Biochem. 213 (1): 97-103.

100. Тешт H. M. 1990. Safety considerations in somatic gene therapy of human disease with retro virus vectors. Hum Gene Ther 1:111-123.100. Test H. M. 1990. Safety considerations in somatic gene therapy of human disease with retro virus vectors. Hum Gene Ther 1: 111-123.

101. Thorstensen K. and Romslo I. 1993. The transferrin receptor: its diagnostic value and its potential as therapeutic target., Scand. J. Clin. Lab Invest. 53:113-120.101. Thorstensen K. and Romslo I. 1993. The transferrin receptor: its diagnostic value and its potential as therapeutic target., Scand. J. Clin. Lab Invest. 53: 113-120.

102. Tietge U. J., Cichon G., Buttner C., Genschel J., Heeren J., Gielow P., Grewe N., Dogar M., Beisiegel U., Manns M. P., Lochs H., Burchert W., and Schmidt H. H. 2004. A sensitive noninvasive method for monitoring successful liver-directed gene transfer of the low-density lipoprotein receptor in Watanabe hyperlipidemic rabbits in vivo. Gene Ther 11:574-580.102. Tietge UJ, Cichon G., Buttner C., Genschel J., Heeren J., Gielow P., Grewe N., Dogar M., Beisiegel U., Manns MP, Lochs H., Burchert W., and Schmidt HH 2004. A sensitive noninvasive method for monitoring successful liver-directed gene transfer of the low density lipoprotein receptor in Watanabe hyperlipidemic rabbits in vivo. Gene Ther 11: 574-580.

103. Wagner E., Gotten M., Mechtler K., Kirlappos H., Birnstiel M. L. 1991. DNA-binding transferrin conjugates as functional gene-delivery agents: synthesis by linkage of polylysine or ethidium homodimer to the transferrin carbohydrate moiety. Bioconjug. Chem,2(4):226-231.103. Wagner E., Gotten M., Mechtler K., Kirlappos H., Birnstiel M. L. 1991. DNA-binding transferrin conjugates as functional gene-delivery agents: synthesis by linkage of polylysine or ethidium homodimer to the transferrin carbohydrate moiety. Bioconjug. Chem, 2 (4): 226-231.

104. Wang M., Rancourt C., Navarro J. G., Krisky D., Marconi P., Oligino Т., Alvarez R. D., Siegal G. P., Glorioso J. C., and Curiel D. T. 1998. High-efficacy thymidine kinase gene transfer to ovarian cancer cell lines mediated by herpes simplex virus type 1 vector. Gynecol Oncol 71:278-287.104. Wang M., Rancourt C., Navarro JG, Krisky D., Marconi P., Oligino T., Alvarez RD, Siegal GP, Glorioso JC, and Curiel DT 1998. High-efficacy thymidine kinase gene transfer to ovarian cancer cell lines mediated by herpes simplex virus type 1 vector. Gynecol Oncol 71: 278-287.

105. Walther W. and Stein U. 2000. Viral vectors for gene transfer: a review of their use in the treatment of human diseases. Drugs 60:249-271.105. Walther W. and Stein U. 2000. Viral vectors for gene transfer: a review of their use in the treatment of human diseases. Drugs 60: 249-271.

106. Weir J. P., Dacquel E. J., and Aronovitz J. 1996. Herpesvirus vector-mediated gene delivery to human monocytes. Hum Gene Ther 7:1331-1338.106. Weir J. P., Dacquel E. J., and Aronovitz J. 1996. Herpesvirus vector-mediated gene delivery to human monocytes. Hum Gene Ther 7: 1331-1338.

107. Wiethoff С.M., Middaugh С.R. 2003. Barriers to nonviral gene delivery. J. Pharm. Sci. 92:203-217.107. Wiethoff S.M., Middaugh C.R. 2003. Barriers to nonviral gene delivery. J. Pharm. Sci. 92: 203-217.

108. Wolfe D., Wechuck J. В., Krisky D. M., GoffJ. P., Goins W. F., Ozuer A., Epperly M. E., Greenberger J. S., Fink D. J., and Glorioso J. C. 2004. Delivery of herpes simplex virus-based vectors to stem cells. Methods Mol Biol 246:339-352.108. Wolfe D., Wechuck J. B., Krisky D. M., GoffJ. P., Goins W. F., Ozuer A., Epperly M. E., Greenberger J. S., Fink D. J., and Glorioso J. C. 2004. Delivery of herpes simplex virus-based vectors to stem cells. Methods Mol Biol 246: 339-352.

109. Xu Y., Szoka F. C. Jr. 1996. Mechanism ofDNA release from cationic liposome/DNA complexes used in cell transfection. Biochemistry 35:5616-5623.109. Xu Y., Szoka F. C. Jr. 1996. Mechanism ofDNA release from cationic liposome / DNA complexes used in cell transfection. Biochemistry 35: 5616-5623.

110. Yanagihara K., Cheng H., Cheng P-W. 2000. Effects of epidermal growth factor, transfemn, insulin on lipofection efficiency in human lung carcinoma cells. Cancer Gene Ther. 7:59-65.110. Yanagihara K., Cheng H., Cheng P-W. 2000. Effects of epidermal growth factor, transfemn, insulin on lipofection efficiency in human lung carcinoma cells. Cancer Gene Ther. 7: 59-65.

111. Yeh C. J. G.and Faulk W. P. 1984. Killing of human-tumor cells in culture with adriamycin conjugates of human transferrin. Clin. Immunol. Immunopathol. 32:1-11.111. Yeh C. J. G. and Faulk W. P. 1984. Killing of human-tumor cells in culture with adriamycin conjugates of human transferrin. Clin. Immunol. Immunopathol. 32: 1-11.

112. Yessine M. -A., Leroux J. -C. 2004. Membrane-destabilizing polyanions: interaction with lipid bilayers and endosomal escape of biomacromolecules. Advanced Drug Delivery Rev. 56:999-1021.112. Yessine M. -A., Leroux J. -C. 2004. Membrane-destabilizing polyanions: interaction with lipid bilayers and endosomal escape of biomacromolecules. Advanced Drug Delivery Rev. 56: 999-1021.

113. Zabner J., Couture L. A., Gregory R. J., Graham S. M., Smith A. E., and Welsh M. J. 1993. Adeno virus-mediated gene transfer transiently corrects the chloride transport defect in nasal epithelia of patients with cystic fibrosis. Cell 75:207-216.113. Zabner J., Couture L. A., Gregory R. J., Graham S. M., Smith A. E., and Welsh M. J. 1993. Adeno virus-mediated gene transfer transiently corrects the chloride transport defect in nasal epithelia of patients with cystic fibrosis. Cell 75: 207-216.

114. Zanta M. A., Boussif 0., Adib A., Behr J. P. 1997. In vitro gene delivery to hepatocytes with galactosylated polyethylenimine, Bioconjug. Chem. 8:839-844.114. Zanta M. A., Boussif 0., Adib A., Behr J. P. 1997. In vitro gene delivery to hepatocytes with galactosylated polyethylenimine, Bioconjug. Chem. 8: 839-844.

115. Zeiphati O., Uyechi L., Barren L. G., Szoka F. C. 1998. Effect of serum components on the physico-chemical properties of cationic lipid r oligonucleotide complexes and on their interactions with cells. Biochimica et Biophysica Acta 1390:119-133.115. Zeiphati O., Uyechi L., Barren L. G., Szoka F. C. 1998. Effect of serum components on the physico-chemical properties of cationic lipid r oligonucleotide complexes and on their interactions with cells. Biochimica et Biophysica Acta 1390: 119-133.

116. Zhang G., Budker V., Williams P., Subbotin V., and Wolff J. A. 2001. Efficient expression of naked dna delivered intraarterially to limb muscles of nonhuman primates. Hum Gene Ther 12:427-438.116. Zhang G., Budker V., Williams P., Subbotin V., and Wolff J. A. 2001. Efficient expression of naked dna delivered intraarterially to limb muscles of nonhuman primates. Hum Gene Ther 12: 427-438.

117. Zhang G., Budker V., and Wolff J. A. 1999. High levels of foreign gene expression in hepatocytes after tail vein injections of naked plasmid DNA. Hum Gene Ther 10:1735-1737.117. Zhang G., Budker V., and Wolff J. A. 1999. High levels of foreign gene expression in hepatocytes after tail vein injections of naked plasmid DNA. Hum Gene Ther 10: 1735-1737.

118. Zhang G., Gao X., Song Y. K., Vollmer R., Stolz D. В., Gasiorowski J. Z., Dean D. A., and Liu D. 2004. Hydroporation as the mechanism of hydrodynamic delivery. Gene Ther 11:675-682.118. Zhang G., Gao X., Song Y. K., Vollmer R., Stolz D. B., Gasiorowski J. Z., Dean D. A., and Liu D. 2004. Hydroporation as the mechanism of hydrodynamic delivery. Gene Ther 11: 675-682.

119. Zuhorn I. S., Kalicharan R., Hoekstra D. 2002. Lipoplex-mediated transfection of mammalian cells occurs through the cholesterol-dependent clathrin-mediated pathway of endocytosis. J. Biol. Chem. 277:18021-18028.119. Zuhorn I. S., Kalicharan R., Hoekstra D. 2002. Lipoplex-mediated transfection of mammalian cells occurs through the cholesterol-dependent clathrin-mediated pathway of endocytosis. J. Biol. Chem. 277: 18021-18028.

120. Zuidam N. J., Barenholz Y. 1998. Electrostatic and structural properties of complexes involving plasmid DNA and cationic lipids commonly used for gene delivery. Biochimica et Biophysica Acta 1368:115-128.120. Zuidam N. J., Barenholz Y. 1998. Electrostatic and structural properties of complexes involving plasmid DNA and cationic lipids commonly used for gene delivery. Biochimica et Biophysica Acta 1368: 115-128.

Таблица 1Table 1 Молекулярные конъюгаты с поликатионным участком и лигандом для доставки в клетку и ядро клетки ДНК и РНКMolecular conjugates with a polycationic site and a ligand for delivery of DNA and RNA into the cell and cell nucleus Группа животныхGroup of animals ВремяTime 1 день1 day 7 день7 day 10 день10 day 14 день14 day 21 день21 day pCMVIGF-1spCMVIGF-1s 60±13.560 ± 13.5 28.5±628.5 ± 6 12±312 ± 3 00 00 pCMVIGF-1s/NLS-TSF7pCMVIGF-1s / NLS-TSF7 57±11.257 ± 11.2 24±7.524 ± 7.5 6±26 ± 2 00 00 pΔIGF-1spΔIGF-1s 66±2066 ± 20 42±942 ± 9 24±5.524 ± 5.5 10.5±610.5 ± 6 00 NLS-TSF7NLS-TSF7 62±13.562 ± 13.5 46.5±846.5 ± 8 28.5±628.5 ± 6 10.5±4.510.5 ± 4.5 00

В таблице приведены средние значения площади раны (в мм2) в экспериментальных и контрольных группах мышей: pCMVIGF-1s - мыши, инъецированные свободным вектором экспрессии инсулин-подобного фактора роста I типа человека; pCMVIGF-1s/NLS-TSF7 - мыши, инъецированные комплексами pCMVIGF-1s/NLS-TSF7; pΔIGF-1s - мыши, инъецированные свободным вектором экспрессии инсулин-подобного фактора роста I типа человека с делегированным промотором; NLS-TSF7 - мыши, инъецированные свободным молекулярным конъюгатом NLS-TSF7.The table shows the average values of the area of the wound (in mm 2 ) in the experimental and control groups of mice: pCMVIGF-1s — mice injected with a free expression vector of an insulin-like growth factor I type human; pCMVIGF-1s / NLS-TSF7 — mice injected with pCMVIGF-1s / NLS-TSF7 complexes; pΔIGF-1s — mice injected with a free expression vector of an insulin-like human growth factor I type I with a delegated promoter; NLS-TSF7 — mice injected with the free NLS-TSF7 molecular conjugate.

Claims (12)

1. Молекулярный конъюгат с аминокислотной последовательностью SEQ ID NO:4, способный связываться с нуклеиновой кислотой (ДНК или РНК) для доставки ее в клетку млекопитающего, экспрессирующую рецепторы трансферрина, состоящий из поликатионной последовательности и лиганда, в котором поликатионная последовательность представлена модифицированным сигналом ядерной локализации Т-антигена вируса SV40 и имеет аминокислотную последовательность SEQ ID NO:3, а лиганд имеет аминокислотную последовательность SEQ ID NO:1.1. The molecular conjugate with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, capable of binding to a nucleic acid (DNA or RNA) to deliver it to a mammalian cell expressing transferrin receptors, consisting of a polycation sequence and a ligand in which the polycation sequence is represented by a modified nuclear localization signal The SV40 virus T antigen has the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3, and the ligand has the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. 2. Молекулярный конъюгат с аминокислотной последовательностью SEQ ID NO:5, способный связываться с нуклеиновой кислотой (ДНК или РНК) для доставки ее в клетку млекопитающего, экспрессирующую рецепторы трансферрина, состоящий из поликатионной последовательности и лиганда, в котором поликатионная последовательность представлена модифицированным сигналом ядерной локализации Т-антигена вируса SV40 и имеет аминокислотную последовательность SEQ ID NO:3, а лиганд имеет аминокислотную последовательность SEQ ID NO:2.2. A molecular conjugate with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, capable of binding to a nucleic acid (DNA or RNA) to deliver it to a mammalian cell expressing transferrin receptors, consisting of a polycation sequence and a ligand in which the polycation sequence is represented by a modified nuclear localization signal The virus T-antigen is SV40 and has the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3, and the ligand has the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. 3. Комплекс молекулярного конъюгата по п.1 с нуклеиновой кислотой (ДНК или РНК), предназначенный для трансфекции клеток млекопитающих, экспрессирующих рецепторы трансферрина.3. The complex of the molecular conjugate according to claim 1 with a nucleic acid (DNA or RNA), designed for transfection of mammalian cells expressing transferrin receptors. 4. Комплекс молекулярного конъюгата по п.2 с нуклеиновой кислотой (ДНК или РНК), предназначенный для трансфекции клеток млекопитающих, экспрессирующих рецепторы трансферрина.4. The complex of the molecular conjugate according to claim 2 with a nucleic acid (DNA or RNA), designed for transfection of mammalian cells expressing transferrin receptors. 5. Комплекс молекулярного конъюгата по п.3 или 4, отличающийся тем, что нуклеиновая кислота представлена плазмидой.5. The molecular conjugate complex according to claim 3 or 4, characterized in that the nucleic acid is a plasmid. 6. Препарат для генной терапии или диагностики, состоящий из комплекса молекулярного конъюгата с нуклеиновой кислотой по п.4 в количестве 0,1 мкг (в пересчете на содержание нуклеиновой кислоты) и фармацевтически приемлемого носителя, обеспечивающего стабильность комплекса, предназначенный для доставки в клетки млекопитающих, экспрессирующие рецепторы трансферрина, нуклеиновых кислот, кодирующих терапевтические гены или маркерные гены для целей диагностики.6. The drug for gene therapy or diagnosis, consisting of a complex of a molecular conjugate with a nucleic acid according to claim 4 in an amount of 0.1 μg (in terms of the content of nucleic acid) and a pharmaceutically acceptable carrier that ensures the stability of the complex, intended for delivery to mammalian cells expressing transferrin receptors, nucleic acids encoding therapeutic genes or marker genes for diagnostic purposes. 7. Препарат для генной терапии или диагностики, состоящий из комплекса молекулярного конъюгата с нуклеиновой кислотой по п.5 в количестве 0,1 мкг (в пересчете на содержание нуклеиновой кислоты) и фармацевтически приемлемого носителя, обеспечивающего стабильность комплекса, предназначенный для доставки в клетки млекопитающих, экспрессирующие рецепторы трансферрина, нуклеиновых кислот, кодирующих терапевтические гены или маркерные гены для целей диагностики.7. A preparation for gene therapy or diagnosis, consisting of a complex of a molecular conjugate with a nucleic acid according to claim 5 in an amount of 0.1 μg (in terms of the content of nucleic acid) and a pharmaceutically acceptable carrier ensuring the stability of the complex, intended for delivery to mammalian cells expressing transferrin receptors, nucleic acids encoding therapeutic genes or marker genes for diagnostic purposes. 8. Препарат для генной терапии по п.6 или 7, отличающийся тем, что используется для регенеративной генной терапии.8. The drug for gene therapy according to claim 6 or 7, characterized in that it is used for regenerative gene therapy. 9. Препарат для генной терапии по п.8, отличающийся тем, что нуклеиновая кислота кодирует инсулиноподобный фактор роста I типа человека.9. The drug for gene therapy according to claim 8, characterized in that the nucleic acid encodes an insulin-like growth factor type I person. 10. Препарат по п.8 или 9, характеризующийся использованием в его составе раствора CaCl2 в концентрации 20 мМ.10. The drug according to claim 8 or 9, characterized in that it uses a solution of CaCl 2 at a concentration of 20 mm. 11. Способ формирования комплекса по п.3 или 4, заключающийся на первой стадии в слиянии растворов молекулярного конъюгата и нуклеиновой кислоты с последующей очисткой образовавшихся комплексов от несвязавшегося молекулярного конъюгата ультрафильтрацией на второй стадии и затем на третьей стадии - добавлении раствора CaCl2. 11. The method of forming the complex according to claim 3 or 4, which consists in the first stage in the fusion of solutions of the molecular conjugate and nucleic acid, followed by purification of the resulting complexes from unbound molecular conjugate by ultrafiltration in the second stage and then in the third stage - adding a solution of CaCl 2. 12. Способ формирования комплекса по п.3 или 4, характеризующийся на стадии слияния растворов нуклеиновой кислоты и молекулярного конъюгата соотвествующим соотношением зарядов в реакционной среде от 1:0,63 и меньше и использованием для комплексообразования растворов с ионной силой меньше 300 мМ. 12. The method of forming a complex according to claim 3 or 4, characterized at the stage of fusion of nucleic acid and molecular conjugate solutions with an appropriate charge ratio in the reaction medium of 1: 0.63 or less and using solutions with ionic strength less than 300 mM for complexation.
RU2009125973/10A 2009-07-08 2009-07-08 Molecular conjugates with polycationic section and ligand for delivery of dna and rna into cell and cell nucleus RU2537262C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009125973/10A RU2537262C2 (en) 2009-07-08 2009-07-08 Molecular conjugates with polycationic section and ligand for delivery of dna and rna into cell and cell nucleus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009125973/10A RU2537262C2 (en) 2009-07-08 2009-07-08 Molecular conjugates with polycationic section and ligand for delivery of dna and rna into cell and cell nucleus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009125973A RU2009125973A (en) 2011-01-20
RU2537262C2 true RU2537262C2 (en) 2014-12-27

Family

ID=46307087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009125973/10A RU2537262C2 (en) 2009-07-08 2009-07-08 Molecular conjugates with polycationic section and ligand for delivery of dna and rna into cell and cell nucleus

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2537262C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2529034C2 (en) * 2012-12-28 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Module molecular conjugate for targeting genetic constructs and method for preparing it

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6077834A (en) * 1996-02-09 2000-06-20 Cheng; Pi-Wan Receptor ligand-facilitated delivery of biologically active molecules
RU2197987C2 (en) * 2000-07-07 2003-02-10 Закрытое акционерное общество "АСГЛ-Исследовательские Лаборатории" Carrier of foreign genetic information for gene therapy
WO2009008725A2 (en) * 2007-07-12 2009-01-15 Prosensa Technologies B.V. Molecules for targeting compounds to various selected organs, tissues or tumor cells

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6077834A (en) * 1996-02-09 2000-06-20 Cheng; Pi-Wan Receptor ligand-facilitated delivery of biologically active molecules
RU2197987C2 (en) * 2000-07-07 2003-02-10 Закрытое акционерное общество "АСГЛ-Исследовательские Лаборатории" Carrier of foreign genetic information for gene therapy
WO2009008725A2 (en) * 2007-07-12 2009-01-15 Prosensa Technologies B.V. Molecules for targeting compounds to various selected organs, tissues or tumor cells

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
large T antigen (Simian virus 40). *
WAGNER E., et al., Transferrin-polycation conjugates as carrier for DNA uptake into cell, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, May 1990, Vol.87, pp.3410-3414. LEE JAE H., et al., Receptor mediated uptake of peptides that bind the human transferring receptor, Eur. J. Biochem., 268, 2001, pp.2004-2012. GenBank: *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009125973A (en) 2011-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mahato et al. Pharmaceutical perspectives of nonviral gene therapy
US7070807B2 (en) Branched histidine copolymers and methods for using same
Wiethoff et al. Barriers to nonviral gene delivery
Nayerossadat et al. Viral and nonviral delivery systems for gene delivery
Park et al. Galactosylated chitosan-graft-poly (ethylene glycol) as hepatocyte-targeting DNA carrier
Kaneda Virosomes: evolution of the liposome as a targeted drug delivery system
US7772201B2 (en) Highly branched HK peptides as effective carriers of siRNA
US7163695B2 (en) Histidine copolymer and methods for using same
US20050025821A1 (en) Lipid-comprising drug delivery complexes and methods for their production
US6245427B1 (en) Non-ligand polypeptide and liposome complexes as intracellular delivery vehicles
US20050163832A1 (en) Intracellular delivery of therapeutic agents
JP7333635B2 (en) Improved Lipid-Peptide Nanocomplex Formulations for Delivering mRNA to Cells
WO2009053937A2 (en) Nano-lipid-based carriers for targeted delivery of viral vectors and process for its production
Yang et al. The structure and configuration changes of multifunctional peptide vectors enhance gene delivery efficiency
RU2537262C2 (en) Molecular conjugates with polycationic section and ligand for delivery of dna and rna into cell and cell nucleus
Govender et al. Effect of poly (ethylene glycol) spacer on peptide-decorated hepatocellular carcinoma-targeted lipoplexes in vitro
US20230233476A1 (en) Nanoparticle pharmaceutical compositions with reduced nanoparticle size and improved polydispersity index
US20230121879A1 (en) Methods for preparing nanoparticle compositions containing histidine-lysine copolymers
Shoji-Moskowitz et al. Progress in current non-viral carriers for gene delivery
Wilson Polymeric Nanoparticle Engineering for Delivery of Nucleic Acids
Merdan Polyethylenimine and its derivates: investigation of in vivo fate, subcellular trafficking and development of novel vector systems
Akita et al. Pharmacokinetics of gene delivery in cells
Viljamaa Non-viral gene delivery: Carrier-mediated transfection to retinal pigment epithelial cells and endothelial cells
Kabiru DNA condensation and packaging for potential application in gene therapy
LOONG Multifuctional peptides as biocompatible non-viral vectors for gene delivery

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20130617

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20131210

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150709

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20171004

HE4A Notice of change of address of a patent owner

Effective date: 20190702