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Target specific delivery systems for gene therapy based on cell penetrating peptides

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Hochwirksame Trägermoleküle

Um effizient ein Biomolekül in eine Zelle zu transferieren, in der es dann seine therapeutische Wirkung entfaltet, wird ein Trägermolekül benötigt. Europäische Forscher überprüften mit einem neuartigen Assay die Eignung zellpenetrierender Peptide (CPP) als Vektoren.

Gesundheit

Entscheidend bei der Gentherapie ist der effiziente Transfer, mit dem genetisches Material in Zellen eingeschleust wird, um dort bestimmte Funktionen zu erfüllen. Dazu muss jedes Biomolekül auf einem Trägermolekül den vorbestimmten Zielort in der Zelle erreichen. Zellpenetrierende Peptide gelten als viel versprechende Vektoren, um hydrophile Moleküle zu Therapiezwecken in lebende Zellen zu transferieren. Da der Einsatz von Virenvektoren oft problematisch ist, könnten CPP die biomolekulare Alternative zu Viren darstellen, um therapeutische Moleküle in Zielzellen zu transferieren. Die Partner des Konsortiums beschäftigten sich mit einem bestimmten Aspekt dieses Verfahrens, der in vorangegangenen Studien eine Hürde darstellte. Sie untersuchten, wie sich die effektivsten CPP mittels Hochdurchsatz-Screening (high throughput screening, HTS) isolieren lassen. Das Team testete fluoreszenzmarkierte Proteine und nutzte dazu deren Fluoreszenzsignale. Zur Identifizierung internalisierter Moleküle musste die Lumineszenz nicht-internalisierter Peptide eliminiert werden. Bei einem anderen Screening-Verfahren wurden nicht-markierte Peptide identifiziert, indem die Aufnahme von Fluoreszenzfarbstoff während der Internalisierung gemessen wurde. In einem weiteren Arbeitsschritt identifizierten die Wissenschaftler mittels Biotinylation zellpenetrierende Proteine, die sich am besten als Trägermoleküle eigneten. Biotinylation basiert auf der Bindungsfähigkeit von Biotin an markiertes Avidin. Infolgedessen bildete die Fracht einen Komplex mit dem Biotin-markierten CPP und Avidin. Daraufhin wurde jedes intrazelluläre Protein nach seiner Markierung, Fluoreszenzmarkierung oder Enzymaktivität quantifiziert. Weitere Forschungen zu Enzym-basierten Assays (Cre-Rekombinase) in Reportermäusen sind geplant, um die Spezifität des CPP-Transports zu bestätigen. Die Fähigkeit von CPP, relevante therapeutische Moleküle in Zellen zu transferieren, hält für die pharmazeutische Industrie ein viel versprechendes Potenzial bereit.

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