Development of stable lipoplexes DODAC- MO - PEG-FOL for delivery of nucleic acids to cells expressing folate receptor

Abstract

With the evolution of cationic liposomes into one of the most appealing and versatile nonviral vectors for the delivery of nucleic acids and the discovery of RNA interference (RNAi), the development of devices to deliver RNAi molecules to specific cells as became an appealing strategy to achieve the treatment of genetic disorders. Hence, with this work we intended to develop and characterize novel systems for therapeutic siRNA delivery based on dioctadecyldimethylammonium chloride (DODAC)/ monoolein (MO) liposomes, which previous studies developed by our group have validated as a promising system for plasmid DNA delivery, These systems demonstrated to have promising features compatible with stable and efficient encapsulation of RNA. Furthermore, DODAC/MO vesicles were coated with polyetilenoglycol (PEG) and PEG-folate grafted lipids to increase circulating half-life and obtain selectivity towards folate receptor expressing (FR+) cells (an overexpressed receptor characteristic of several cancer cells including chronic myeloid leukemia). As a result of this project, DODAC/MO/PEG liposomes and derived RNAcontaining lipoplexes showing stability in solutions of different concentrations of salt and H3O+ and in fetal bovine serum solutions at 30 e 80% (v/v) were produced. Additionally, it was possible to observe that the liposomes and lipoplexes coated with PEG-Folate are better internalized by FR+ cells than those with PEG only.

Com a evolução dos lipossomas catiónicos para um dos vetores não virais mais apelativos e versáteis para a entrega de ácidos nucleicos e a descoberta do RNA de interferência (RNAi), o desenvolvimento de dispositivos para entrega de moléculas de RNAi a células específicas tornou-se numa estratégia atrativa para alcançar o tratamento de doenças foro genético. Assim, com este trabalho pretendeu-se desenvolver e caracterizar novos sistemas para a entrega de siRNA terapêutico baseados em lipossomas de cloreto de dioctadecildimetilamónio (DODAC)/monoleína (MO), que haviam já sido validados como sistemas promissores para a entraga de DNA plasmídico, em estudos anteriormente desenvolvidos pelo nosso grupo. Estes sistemas demonstraram ter características promissoras compatíveis com o encapsulamento eficiente e estável de RNA. Adicionalmente, os vesiculos de DODAC/MO foram revestidos com polietilenoglicol (PEG) e de lípidos PEG funcionalizados com folato para aumentar a tempo de circulação e obter selectividade para células expressando receptores de folato (FR +) (um receptor sobre-expresso em muitos tipos de células cancerigenas, nas quais se incluem as de leucemia mielóide crónica). Como resultado deste projeto produziram-se lipossomas DODAC/MO/PEG e os seus respetivos lipoplexos de RNA mostrando estabilidade em soluções de diferentes concentrações de sal e H3O+ e em soluções de soro fetal de bovino a 30 e 80% (v/v). Além disso, foi possível observar que os lipossomas e os lipoplexos revestidos com PEG-folato internalizam melhor nas células FR +, comparativamente com os sistmas contendo apenas PEG.