Gene transfer and expression of a non-viral polycation-based vector in CD4(+) cells

CD4-selective targeting of an antibody-polycation-DNA complex was investigated The complex was synthesized with the anti-CD4 monoclonal antibody B-F5, polylysine(268) (pLL) and either the pGL3 control vector containing the luciferase reporter gene or the pGeneGrip vector containing the green fluorescent protein (GFP) gene. B-F5-pLL-DNA complexes inhibited the binding of I-125-B-F5 to CD4(+) Jurkat cells, while complexes synthesised either without B-F5 or using a non-specific mouse IgG1 antibody had little or no effect Expression of the luciferase reporter gene was achieved in Jurkat cells using the B-F5-pLL-pGL3 complex and was enhanced in the presence of PMA. Negligible luciferase activity was defected with the non-specific antibody complex in Jurkat cells or with the B-F5-pLL-pGL3 complex in the CD4(-) K-562 cells. Using complexes synthesised with the pGeneGrip vector, the transfection efficiency in Jurkat and K-562 cells was examined using confocal microscopy. More than 95% of Jurkat cells expressed GFP and the level of this expression was markedly enhanced by PMA. Negligible GFP expression was seen in K-562 cells or when B-F5 was replaced by a nonspecific antibody. Using flow cytometry, fluorescein-labelled complex showed specific targeting to CD4(+) cells in a mixed cell population from human peripheral blood. These studies demonstrate the selective transfection of CD4(+) T-lymphoid cells using a polycation-based gene delivery system. The complex may provide a means of delivering anti-HIV gene therapies to CD4(+) cells in vivo.

Adhesion of microbes using 3-aminopropyl triethoxy silane and specimen stabilisation techniques for analytical transmission electron microscopy

A variety of adhesive support-films were tested for their ability to adhere various biological specimens for transmission electron microscopy. Support films primed with 3-amino-propyl triethoxy silane (APTES), poly-L-lysine, carbon and ultraviolet-B (UV-B)-irradiated carbon were tested for their ability to adhere a variety of biological specimens including axenic cultures of Bacillus subtilis and Escherichia coli and wild-type magnetotactic bacteria. The effects of UV-B irradiation on the support film in the presence of air and electrostatic charge on primer deposition were tested and the stability of adhered specimens on various surfaces was also compared. APTES-primed UV-B-irradiated Pioloform(TM) was consistently the best adhesive, especially for large cells, and when adhered specimens were UV-B irradiated they became remarkably stable under an electron beam. This assisted the acquisition of in situ phase-contrast lattice images from a variety of biominerals in magnetotactic bacteria, in particular metastable greigite magnetosomes. Washing tests indicated that specimens adhering to APTES-primed UV-B-irradiated Pioloform(TM) were covalently coupled. The electron beam stability was hypothesised to be the result of mechanical strengthening of the specimen and support film and the reduced electrical resistance in the specimen and support film due to their polymerization and covalent coupling.

Polyinosinic acid and polycationic liposomes attenuate the hepatic clearance of circulating plasmid DNA

DNA that enters the circulation is rapidly cleared both by tissue uptake and by DNase-mediated degradation. In this study, we have examined the uptake of linear plasmid DNA in an isolated perfused liver model and following intra-arterial administration to rats. We found that the DNA was rapidly taken up by the isolated perfused liver without degradation. The single-pass extraction ratio was 0.76 +/- 0.05, the mean transit time was 15.3 +/- 3.6 s, and the volume of distribution was 0.29 +/- 0.07 ml/g. Hepatic uptake was saturable and was inhibited by polyinosinic acid or polycationic liposomes but not by condensation of the DNA with polylysine. When the linear plasmid DNA was administered in vivo, plasma half-life was 3.1 +/- 0.2 min, volume of distribution was 670 +/- 85 ml/kg, and clearance was 32 +/- 4 min. Coadministration of cationic liposomes decreased the volume of distribution to 180 +/- 28 ml/kg as well as the half-life (2.6 +/- 0.2 min). By contrast, polyinosinic acid significantly increased the circulating half-life (7.7 +/- 0.5 min), decreased the volume of distribution (95 +/- 17 ml/kg), and partially inhibited DNA degradation. When administered along with the liposomes and the polyinosinic acid, the distribution of plasmid-derived radioactivity decreased in the liver and increased in most other peripheral tissues. This study shows that pharmacological manipulation of the uptake and degradation of DNA can alter its distribution and clearance in vivo. These results may be useful in optimizing gene delivery procedures for in vivo gene therapy.

Enhancing the immunogenicity and modulating the fine epitope recognition of antisera to a helical group A streptococcal peptide vaccine candidate from the M protein using lipid-core peptide technology

A conserved helical peptide vaccine candidate from the M protein of group A streptococci, p145, has been described. Minimal epitopes within p145 have been defined and an epitope recognized by protective antibodies, but not by autoreactive T cells, has been identified. When administered to mice, p145 has low immunogenicity. Many boosts of peptide are required to achieve a high antibody titre (> 12 800). To attempt to overcome this low immunogenicity, lipid-core peptide technology was employed. Lipid-core peptides (LCP) consist of an oligomeric polylysine core, with multiple copies of the peptide of choice, conjugated to a series of lipoamino acids, which acts as an anchor for the antigen. Seven different LCP constructs based on the p145 peptide sequence were synthesized (LCP1-->LCP7) and the immunogenicity of the compounds examined. The most immunogenic constructs contained the longest alkyl side-chains. The number of lipoamino acids in the constructs affected the immunogenicity and spacing between the alkyl side-chains increased immunogenicity. An increase in immunogenicity (enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) titres) of up to 100-fold was demonstrated using this technology and some constructs without adjuvant were more immunogenic than p145 administered with complete Freund's adjuvant (CFA). The fine specificity of the induced antibody response differed for the different constructs but one construct, LCP4, induced antibodies of identical fine specificity to those found in endemic human serum. Opsonic activity of LCP4 antisera was more than double that of p145 antisera. These data show the potential for LCP technology to both enhance immunogenicity of complex peptides and to focus the immune response towards or away from critical epitopes.

Comparison of the proliferative activity of neuroblasts from chick embryo cerebral hemispheres of different ages in culture.

Dissociated cerebral hemisphere cells from 4- to 7-day-old chick embryos were cultured either on a collagen or a polylysine substrate in a serum-containing medium. Neurons were characterized by the demonstration of acetylcholinesterase, the presence of D2/N-CAM glycoprotein and neurofilament proteins. The proliferation of neuronal precursor cells was shown by morphological observations, autoradiographic analysis and measurements of [3H]-thymidine incorporation. Neuronal precursors derived from the 6-day-old embryos showed the highest proliferative activity. Neuroblast proliferation was found to be dependent on the culture substrates (i.e. polylysine or collagen), which yielded either isolated cells or cell aggregates, and the latter favored the mitogenic effect.

Effets d'agents morphogénétiques sur la prolifération et la différenciation neuronales et épithéliales chez la pensée de mer Renilla koellikeri

La présence d’un récepteur de type RXR a récemment été rapporté chez la pensée de mer, Renilla koellikeri, de même que chez d’autres anthozoaires, et le NO semble jouer des différents rôles physiologiques, chez plusieurs cnidaires. L’acide rétinoïque (AR) et le monoxyde d’azote (NO) sont connus pour leur implication dans l’induction de la croissance des neurites chez les vertébrés ainsi que chez les invertébrés. Mais jusqu’à présent, aucun rôle de ces agents n’a encore été identifié chez ce phylum ancien des invertébrés. Dans le but de montrer que ces agents morphogénétiques ont un rôle dans le développement neuronal chez ces ancêtres des métazoaires bilatéraux, nous avons utilisé des cultures primaires de cellules du cnidaire anthozoaire Renilla koellikeri (pensée de mer), doté d’un système nerveux des plus primitif. Nous avons trouvé que les deux types d’acide rétinoïque, 9-cis et 11-trans, induisent une prolifération cellulaire dose-dépendante en fonction du temps dans les boîtes de pétri enduites de polylysine. Les cultures cellulaires exposées à l’acide rétinoïque dans les boîtes sans polylysine montrent une différenciation en des cellules épithéliales. D’autre part, le NO induit exclusivement une différenciation neuronale dans les boîtes enduites de polylysine. Aucun autre type de cellules subit un différenciation en présence de NO et la densité des cellules dédifférenciées a diminué. Les prolongements des neurones différenciés semblent s’enchevêtrer et former un réseau neuronal assez dense. L’ensemble de ces observations suggère que l’acide rétinoïque, contrairement à NO, est associé à l’activité mitotique, et que l’acide rétinoïque et le NO sont impliqués différemment dans la spécification cellulaire, respectivement épithéliale et neuronale, chez la pensée de mer. Le type d’action déclenchée, qu’il soit la mitogénèse ou la différenciation (épithéliale ou neuronale), varie alors selon l’état d’adhésion des cellules au substrat. Comme les données moléculaires et paléontologiques rapprochent les cnidaires, telle la pensée de mer, des ancêtres des eumétazoaires, nos résultats suggèrent que le rôle morphogénétique de l’acide rétinoïque et du NO est enraciné dans l’ancêtre commun de tous les métazoaires.

Natural latex graft in lamellar and penetrating sclerectomies in rabbits

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Osseointegration of implants with dendrimers surface characteristics installed conventionally or with Piezosurgery®. A comparative study in the dog

Aim: The first aim of the present experiment was to compare bone healing at implants installed in recipient sites prepared with conventional drills or a piezoelectric device. The second aim was to compare implant osseointegration onto surfaces with and without dendrimers coatings. Material and Methods: Six Beagles dogs were used in this study. Five implants with two different surfaces, three with a ZirTi® surface (zirconia sand blasted, acid etched), and two with a ZirTi®-modified surface with dendrimers of phosphoserine and polylysine were installed in the right side of the mandible. In the most anterior region (P2, P3), two recipient sites were prepared with drills, and one implant ZirTi® surface and one coated with dendrimers implants were installed at random. In the posterior region (P4 and M1), three recipient sites were randomly prepared: two sites with a Piezosurgery® instrument and one site with drill and two ZirTi® surface and one coated with dendrimers implants installed. Three months after the surgery, the animals were sacrificed for histological analysis. Results: No complications occurred during the healing period. Three implants were found not integrated and were excluded from analysis. However, n = 6 was obtained. The distance IS-B at the buccal aspect was 2.2 ± 0.8 and 1.8 ± 0.5 mm, while IS-C was 1.5 ± 0.9 and 1.4 ± 0.6 mm at the Piezosurgery® and drill groups, respectively. Similar values were obtained between the dendrimers-coated and ZirTi® surface implants. The BIC% values were higher at the drill (72%) compared to the Piezosurgery® (67%) sites. The BIC% were also found to be higher at the ZirTi® (74%) compared to the dendrimers-coated (65%) implants, the difference being statistically significant. Conclusion: This study has revealed that oral implants may osseointegrate equally well irrespective of whether their bed was prepared utilizing conventional drills with abundant cooling or Piezosurgery®. Moreover, the surface coating of implants with dendrimers phosphoserine and polylysine did not improve osseointegration. © 2012 John Wiley & Sons A/S.

Formation of DNA complexes in aqueous and organic solvents

From a physical-chemical point of view, it is challenging to form complexes with polyelectrolytes, consisting of only molecule of the largest component, i.e. the component with the highest number of charges. In this study, complexes are formed with DNA because of its potential applications as an artificial vector for gene delivery. The aim of this work is to prepare complexes in aqueous solutions as well as in organic solvents containing only one DNA molecule. For this purpose, the topology, equilibrium and conformation of complexes between a supercoiled DNA pUC19 (2686 base pairs) and spermine containing hydrophilic and/or hydrophobic moieties or a polylysine with a hydrophilic block are determined by means of dynamic (DLS) and static light scattering (SLS), atomic force microscopy (AFM), and circular dichroism (CD) spectroscopy. It is demonstrated that all of these complexes consisted of only one molecule of the polyanion. Only the polylysine-b-polyethylene glycol copolymer satisfied the conditions: 1) 100% neutralization of DNA charges and with a small excess of the cation (lower than 30%) and 2) form stable complexes at every charge ratio. rnDNA complex formation is also investigated in organic solvents. Precipitation is induced by neutralizing the charge of the supercoiled DNA pUC19 with the surfactants dodecyltrimethylammonium bromide (DTAB) and tetradecyltrimethylammonium bromide (TTAB). After isolation and drying of the solids, the complexes are dissolved in organic solvents. DNA-TTA complexes are only soluble in methanol and DNA-DTA in DMF. The complexes again consisted of only one DNA molecule. The final topology of the complexes is different in methanol than in DMF. In the former case, DNA seems to be compacted whereas in the latter case, the DNA-DTA complexes seem to have an expanded conformation. Upon complex formation with polycations in organic solvents (with polyvilylpyridine brush (b-PVP) in methanol and with a protected polylysine in DMF), DNA aggregates and precipitates. rnDNA is linearized with an enzyme (SmaI) to investigate the influence of the initial topology of the polyanion on the final conformation of the complexes in organic solvents. Two main differences are evidenced: 1. Complexes in organic solvents formed with linear DNA have in general a more expanded conformation and a higher tendency to aggregate. 2. If a polycation, i.e. the b-PVP, is added to the linear DNA-TTA complexes in methanol, complexes with the polycation are formed at a higher charge ratio. In DMF, the addition of the same b-PVP and of b-PLL did not lead to the formation of complexes.rn

Towards antibody-mediated targeting of dendritic cells for cancer immunotherapy with multivalent polymer-antigen conjugates

Der Fokus dieser Arbeit lag auf der definierten Synthese multifunktioneller Polymer-Konjugate zur Anwendung in der Krebs-Immunotherapie. Durch gezielte Variation der Kon-jugationsbedingungen wurde Zusammensetzung, Größe und Aggregationsverhalten in Zell-medium sowie in humanem Serum untersucht. Nach definierter physikalisch-chemischer Charakterisierung wurde dann die induzierte Antigen-Präsentation zur Aktivierung der T-Zellproliferation analysiert.rnDafür wurden zwei verschiedene polymere Carrier-Systeme gewählt, lineares Poly-L-lysin und eine Polylysinbürste (PLL-Bürste). Es wird vermutet, dass die PLL-Bürste aufgrund der anisotropen Form eine bessere Verteilung im Körper und eine verlängerte Zirkulationsdauer zeigen wird. Die zu konjugierenden biologisch aktiven Komponenten waren der antiDEC205-Antikörper (aDEC205) für die gezielte Adressierung CD8-positiver dendritischer Zellen (DC), ein Ovalbumin (OVA)-spezifisches Antigen mit der Kernsequenz SIINFEKL für die Spezifität der Immunantwort gegen Krebszellen, die dieses Antigen tragen, und ein immunaktivieren-der TLR9-Ligand, CpG1826. Die Effizienz dieses Konjugates dendritische Zellen zu aktivieren, welche wiederum eine Immunantwort gegen OVA-exprimierende Krebszellen induzieren, wurde durch die Konjugation aller Komponenten am identischen Trägermolekül deutlich höher erwartet.rnLineares Poly-L-lysin diente als Modellsystem um die Konjugationschemie zu etablieren und dann auf die zylindrische Polylysinbürste zu übertragen. Anhand dieser polymeren Träger wurde das Verhalten der verschiedenen Topologien des Knäuels und der Bürste im Hinblick auf den Einfluss struktureller Unterschiede sowohl auf Konjugationsreaktionen als auch auf das in situ und in vitro Verhalten untersucht.rnFluoreszenzmarkiertes Antigen und der CpG Aktivator konnten jeweils aufgrund einer Thiol-Modifizierung an die Thiol-reaktive Maleimidgruppe des heterobifunktionellen Linkers Sulfo-SMCC an PLL-AlexaFluor48 konjugiert werden. Anschließend wurde aDEC205-AlexaFluor647 an PLL gekoppelt, entweder durch Schiff Base-Reaktion des oxidierten Antikörpers mit PLL und anschließender Reduzierung oder durch Click-Reaktion des PEG-Azids modifizierten An-tikörpers mit Dicyclobenzylcyclooctin (DIBO)-funktionalisiertem PLL. Die Konjugation der biologisch aktiven Komponenten wurde mit Durchflusszytometrie (FACS) und konfokaler Laser Scanning Mikroskopie (CLSM) untersucht und die Zusammensetzung des Konjugatesrnmittels UV/Vis-Spektroskopie bestimmt. Die PLL-Bürste alleine zeigte eine hohe Zytotoxizität bei HeLa und JAWS II Zelllinien, wohingegen lineares PLL und PLL-Konjugate sowie die PLL Bürsten-Konjugate keine ausgeprägte Zytotoxizität aufwiesen. Die Polymer-Konjugate wie-sen keine Aggregation in Zellmedium oder humanem Serum auf, was mittels winkelabhängi-ger dynamischer Lichtstreuung bestimmt wurde. CLSM Aufnahmen zeigten Kolokalisation der an die einzelnen Komponenten gebundenen Fluoreszenzfarbstoffe in dendritischen Zel-len, was die erfolgreiche Konjugation und Internalisierung der Konjugate in die Zellen bele-gen konnte. FACS Messungen ergaben eine geringfügig erhöhte Aufnahme des adressierten PLL-Antigen-Antikörper-Konjugates verglichen mit dem PLL-Antigen-Konjugat. Experimente mit dem „Specific Hybridization Internalization Sensor“ (SHIP) zeigten jedoch nur Aufnahme der PLL-Konjugate in CD8+ unreife DC, nicht in reife DC, die nicht mehr unspezifisch, sondern nur noch über Rezeptoren internalisieren. Dies bewies die unspezifische Aufnahme des Kon-jugates, da Antikörper-Konjugation keine Rezeptor-vermittelte Endozytose in reife DC indu-zieren konnte. T-Zell-Proliferationsassays ergaben eine Aktivierung von CD8+ T-Zellen indu-ziert durch Antigen-tragende Konjugate, wohingegen Konjugate ohne Antigen als Negativ-kontrollen dienten und keine T-Zell-Proliferation erzielten. Es konnte jedoch kein Unter-schied zwischen adressierten und nicht adressierten Konjugaten aufgrund der unspezifischen Aufnahme durch das Polymer beobachtet werden. Lösliches SIINFEKL alleine bewirkte schon bei geringeren Konzentrationen eine T-Zell-Proliferation.rnEs war somit möglich, drei biologischen Komponenten an einen polymeren Träger zu konju-gieren und diese Konjugate im Hinblick auf Zusammensetzung, Größe, Internalisierung in dendritische Zellen und Aktivierung der T-Zell-Proliferation zu untersuchen. Außerdem wur-de die Konjugationschemie erfolgreich von dem Modellsystem des linearen PLL auf die PLL-Bürste übertragen. Die Polymer-Konjugate werde unspezifisch in DC aufgenommen und in-duzieren T-Zellproliferation, die mit Antigen-Präsentationsassays nachgewiesen wird. Es konnte jedoch durch Konjugation des Antikörpers keine Rezeptor-vermittelte Aufnahme in CD8+ DC erzielt werden.rnDiese Studien stellen einen erfolgsversprechenden ersten Schritt zur Entwicklung neuer Na-nomaterialien für die Anwendung in Krebs-Immuntherapie dar.

Synthese und Charakterisierung von zylindrischen Bürsten mit polypept(o)idischen Seitenketten als nanopartikuläre Trägersysteme

Zylindrische Polymerbürsten mit pept(o)idischen Seitenketten sind auf Grund ihrer elongierten Topologie, Bioverträglichkeit und hohen Dichte an funktionellen Gruppen vielversprechende Kandidaten für Anwendungen im Bereich des kontrollierten Wirkstoff- bzw. Gentransportes.In dieser Arbeit wurden Polylysin und Polysarkosin als Bestandteile der Seitenketten verwendet. Polylysin dient als positiv geladener Polypeptidblock für die Komplexierung von Polynukleotiden. Polysarkosin reduziert mit seinem „Stealth“-Effekt die Toxizität des Trägersystems und vermindert Wechselwirkungen mit dem Immunsystem. Über den „grafting from“-Ansatz und mit Hilfe der ringöffnenden NCA-Polymerisation konnten erstmals zylindrische Bürsten mit reinen Polysarkosin-Seitenketten sowie mit amphiphilen Seitenketten aus einem Polylysinkern und einer Polysarkosinschale hergestellt werden. Die Bürsten wurden mittels Lichtstreuung, GPC, CD-Spektroskopie und AFM charakterisiert. Die hohe Biokompatibilität beider Bürsten konnte durch Toxizitätstests und dynamische Lichtstreuung in humanem Blutserum nachgewiesen werden.Die Polysarkosin-Bürsten konnten zusätzlich an den Seitenkettenenden mit Azidgruppen funktionalisiert werden, welche eine effektive Biokonjugation ermöglichen. Die zylindrischen Bürsten zeigten nach ihrer Modifikation keine unspezifische Aufnahme in dendritische Zellen und könnten somit als Ausgangssubstanzen für die Synthese polymerbasierter Antikörper-Antigen-Konjugate in der Krebsimmuntherapie verwendet werden.Die Kern-Schale-Bürsten konnten erfolgreich mit siRNA komplexiert werden, ohne dass dabei eine Aggregation auftrat. In ersten Gen-Knockdown-Experimenten zeigten ihre Komplexe eine signifikante Verminderung der ApoB100-Proteinexpression in AML-12 Hepatozyten und könnten daher zukünftig als Transfektionsmittel in der Gentherapie ihren Einsatz finden.

Funktionelle HPMA-Copolymere zur möglichen Anwendung in der Tumor-Immuntherapie

Der Fokus dieser Arbeit lag in der Synthese von funktionellen HPMA-Copolymeren, sowohl für die Darstellung definierter Polymer-Antikörper Konjugate, als auch zum effizienten Transport von p-DNA in Polymer-DNA Komplexen (Polyplexe). Nach ausführlicher physikalischer und chemischer Charakterisierung wurden gezielt ihre Wechselwirkungen mit (Immun)-Zellen untersucht und so ihr Potential für die Verwendung in der Tumor-Immuntherapie aufgezeigt.rnFür das gezielte Ansprechen von bestimmten Immunzellen mit Schlüsselfunktionen besitzen monoklonale Antikörper ein großes Potential. Im Rahmen dieser Arbeit gelang die Darstellung definierter Polymer-Antikörper Konjugate über das gezielte Einführen von Thiol-Gruppen an Antikörper und die Synthese eng verteilter, Maleinimid funktionalisierter HPMA-Copolymere. Diese sehr gut definierten, funktionellen HPMA-Copolymere konnten über die Kombination der RAFT-Polymerisation und Reaktivester Polymeren gewonnen werden. Unterschiedliche Polymerstrukturen ermöglichten die Synthese verschiedener Arten von Polymer-Antikörper Konjugaten. Speziell die Untersuchung der verschiedenen Konjugate aus dem für dendritische Zellen spezifischen aDEC-205 Antikörper an Immunzellen aus dem Knochenmark von Mäusen lieferten wertvolle Erkenntnisse über Struktur-Wirkungsbeziehungen und zeigten die Möglichkeit der gezielten Adressierung von Immunzellen mit Schlüsselfunktionen bei der Aktivierung einer (Tumor)-Immunabwehr am Beispiel von dendritischen Zellen. Gleichzeitig erlaubt der Syntheseweg sowohl die gleichzeitige und kontrollierte Einführung auch komplexerer Stimuli am Polymerrückgrat als auch die Verwendung verschiedener Antikörper.rnÜber die Kombination der RAFT-Polymerisation und polymeren Reaktivestern wurde ebenso die Synthese von neuartigen kationisch-hydrophilen Polylysin-b-poly(HPMA) Blockcopolymeren als effiziente Transporter für den komplexen aber wirkungsvollen Wirkstoff p-DNA in Form von Polymer-DNA Komplexen (Polyplexe) realisiert. Da diese Polyplexe gleichzeitig eine Abschirmung der sensitiven p-DNA über eine poly(HPMA)-Korona vermitteln, stellen sie allgemein ein geeignetes Transportmittel für einen therapeutischen Transport von p-DNA dar. Diese Polyplexe sind in der Lage, humane Nierenkarzinomzellen (HEK-293T Zelllinie) zu transfizieren ohne signifikante Zytotoxizität zu zeigen. Darüber hinaus gelang eine große Steigerung der Transfektionseffizienz, ohne eine gleichzeitige Erhöhung der Zytotoxizität, durch die gezielte Einführung von Redox-stimuliresponsiven Disulfid-Gruppen zwischen den einzelnen Blöcken. Diese Polyplexe stellen einen polymeren Vektor zur transkriptionellen Regulierung von Zellen dar, zum Beispiel für die transkriptionelle Aktivierung von dendritischen Zellen, durch die Verwendung speziell dafür modifizierter p-DNA-Konstrukte. rnDurch die Verknüpfung einer ortsspezifischen enzymatischen Kopplung und kupferfreien Cyclooctin-Azid Kupplung gelang die kontrollierte und kovalente Modifizierung von polymeren Mizellen mit aDEC-205 Antikörpern an der hydrophilen poly(HPMA)-Korona. Diese Methode bietet die Möglichkeit der Anbindung der effektiven aber anspruchsvollen Erkennungsstruktur Antikörper an komplexere Polymerstrukturen und andere nano-partikulären Systeme, zum Beispiel an die zuvor genannten Polyplexe, um eine zellspezifische und verbesserte Aufnahme und Prozessierung zu erreichen.rnDiese Studien zeigen somit, sowohl die Möglichkeit der selektiven Addressierung von Immunzellen mit Schlüsselfunktionen wie dendritischer Zellen, als auch die Möglichkeit der transkriptionellen Regulation von Zellen durch Polyplexe. Sie stellen somit einen ersten Schritt zur Herstellung funktioneller, nanopartikulärer Systeme zur Verwendung in der Tumor-Immuntherapie dar. rn

Calcification of a collagen-liposome complex

The purpose of the study was to evaluate in vitro calcification potential among liposomes composed of phospholipids with variations in fatty acid chains and polar head groups. The liposome was also modified by utilizing mixed phospholipids, incorporation of different types of protein to the liposome, or complexing with various collagen preparations. The samples were then incubated in a metastable calcium phosphate solution for the proposed time period. Calcium and phosphate uptake were measured. Resulting precipitates were processed for x-ray diffraction and electron microscopy. Acidic phospholipid, Dioleoylphosphatidic acid and mixed phospholipids, Dioleoylphosphatidic acid/Dipalmitoylphosphatidylethanolamine liposomes calcified at a faster rate and to a greater degree than other phospholipids tested. The incorporation of polylysine, fibronectin, bone protein, or the complexing with collagen decreased the rate and amount of calcification. Electron microscopy demonstrated the similarity of the calcified collagen-liposome complex to the natural calcification matrix. These preparations may be used as a model to study the role of membrane lipids and collagen-phospholipid during the process of calcification.^ The in vivo study was designed to determine whether the potential existed for the promotion of bone healing by the synthetic liposome-collagen complex. The implant materials were modified to provide decreased antigenicity, biocompatability while maintaining their bone conduction properties. The samples were placed subcutaneously and/or subperiosteally and/or in 8 mm calvarium defects of adult rats. Histological and immunological studies demonstrated that the implant itself retained minimal antigenicity and did not inhibit bone formation. However, modification of the implant may contain the bone induction property and be utilized to stimulate bony healing. ^

The epitopes for some antiphospholipid antibodies are adducts of oxidized phospholipid and β2 glycoprotein 1 (and other proteins)

Circulating autoantibodies to phospholipids (aPLs), such as cardiolipin (CL), are found in patients with antiphospholipid antibody syndrome (APS). We recently demonstrated that many aPLs bound to CL only after it had been oxidized (OxCL), but not to a reduced CL analogue that could not undergo oxidation. We now show that the neoepitopes recognized by some aPLs consist of adducts formed between breakdown products of oxidized phospholipid and associated proteins, such as β2 glycoprotein 1 (β2GP1). Addition of human β2GP1, polylysine, native low-density lipoprotein, or apolipoprotein AI to OxCL-coated wells increased the anticardiolipin antibody (aCL) binding from APS sera that first had been diluted so that no aCL binding to OxCL could be detected. No increase in aCL binding was observed when these proteins were added to wells coated with reduced CL. The ability of β2GP1, polylysine, or low-density lipoprotein to be a “cofactor” for aCL binding to OxCL was greatly reduced when the proteins were methylated. Incubation of β2GP1 with oxidized 1-palmitoyl-2-linoleyl-[1-14C]-phosphatidylcholine (PC), but not with dipalmitoyl-[1-14C]-PC, led to formation of covalent adducts with β2GP1 recognized by APS sera. These data suggest that the reactive groups of OxCL, such as aldehydes generated during the decomposition of oxidized polyunsaturated fatty acids, form covalent adducts with β2GP1 (and other proteins) and that these are epitopes for aCLs. Knowledge that the epitopes recognized by many aPLs are adducts of oxidized phospholipid and associated proteins, including β2GP1, may give new insights into the pathogenic events underlying the clinical manifestations of APS.

Mechanism of oligonucleotide release from cationic liposomes.

We propose a mechanism for oligonucleotide (ODN) release from cationic lipid complexes in cells that accounts for various observations on cationic lipid-nucleic acid-cell interactions. Fluorescent confocal microscopy of cells treated with rhodamine-labeled cationic liposome/ fluorescein-labeled ODN (F-ODN) complexes show the F-ODN separates from the lipid after internalization and enters the nucleus leaving the fluorescent lipid in cytoplasmic structures. ODN displacement from the complex was studied by fluorescent resonance energy transfer. Anionic liposome compositions (e.g., phosphatidylserine) that mimic the cytoplasmic facing monolayer of the cell membrane released ODN from the complex at about a 1:1 (-/+) charge ratio. Release was independent of ionic strength and pH. Physical separation of the F-ODN from monovalent and multivalent cationic lipids was confirmed by gel electrophoresis. Fluid but not solid phase anionic liposomes are required, whereas the physical state of the cationic lipids does not effect the release. Water soluble molecules with a high negative linear charge density, dextran sulfate, or heparin also release ODN. However, ATP, spermidine, spermine, tRNA, DNA, polyglutamic acid, polylysine, bovine serum albumin, or histone did not release ODN, even at 100-fold charge excess (-/+). Based upon these results, we propose that the complex, after internalization by endocytosis, induces flip-flop of anionic lipids from the cytoplasmic facing monolayer. Anionic lipids laterally diffuse into the complex and form a charged neutralized ion-pair with the cationic lipids. This leads to displacement of the ODN from the cationic lipid and its release into the cytoplasm.