НОВЫЕ ПОЛИКАТИОННЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ТРАНСПОРТА ДНК

 

Сидоров П.О.,¹ Гатаулина А.Р.²

¹ Казанский (Приволжский) федеральный университет,

Казань, Россия.

Студент V курса.

[email protected]

² Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия. Молодой учёный.

Научный руководитель: Кутырева М.П.

 

Водорастворимые катионные дендримеры и гиперразветвленные полимеры наиболее перспективны для создания биологически значимых систем и препаратов, в том числе способных осуществлять высокоэффективную адресную доставку генетического материала в клетки-мишени. Синтез наноразмерных гиперразветвленных полимеров, содержащих комплексообразующие фрагменты, например, алкиламиногруппы, позволяет получить водорастворимые многофункциональные полидентатные макролиганды с возможностью водородного связывания с целевыми биосубстратами. На платформе гиперразветвленного полиэфирополиола второй генерации на основе 2,2-диметилолпропионовой кислоты (Н20) были синтезированы различные полиэфирополиамины – потенциальные реагенты для связывания и трансфекции ДНК.

 

Знание механизма образования поликатионов в растворе позволит определить оптимальные условия связывания с ДНК. Моделирование процессов ионизации соединений 1, 2 и 3 проводилось на основании экспериментальных кривых рН-метрического титрования с последующей обработкой по программе CPESSP. Показано, что ионизация соединения 1 происходит ступенчато с предпочтительным накоплением протонированных форм с нечетным количеством протонов (доли накопления в диапазоне 30-85%, средняя ступенчатая константа образования рК=6.5); соединения 2 – с предпочтительным присоединением 3, 6, 9, 12, 15, 17, 25, 28 протонов (доли накопления 37-99%, рК=6.0); соединения 3 – с накоплением форм с нечетным числом протонов (доли накопления 45-80%, рК=5.0).

Для оценки возможности использования синтезированных полиэфирополиаминов в живых системах проведено определение их цитотоксичности в МТТ-тесте. Установлено, что полиэфирополисилиламины (1, 7) в диапазоне концентраций от 0.01-0.1 мг/мл являются не цитотоксичными, соединения (2, 3) являются среднетоксичными, проявляющими активность при концентрациях выше 0.05 мг/мл. И препараты (4, 6) являются высокотоксичными, проявляющими активность уже при концентрации 0.01 мг/мл.

Проведено испытание нетоксичного полиэфирополиамина 1 в качестве носителя ДНК. Оценка связывания ДНК с соединением 1 произведена методом флуоресцентной спектрофотометрии в диапазоне длин волн 200-1000 нм в серии образцов с различным соотношением концентраций ДНК:полимер. Так как ДНК и полиэфирополиамин 1 не обладают самостоятельной флуоресценцией, использовали хромофор – интеркалирующий краситель этидий бромид (ЭБ). Максимальное уменьшение поглощения наблюдается в соотношениях ДНК:полимер при рН 4.2 - 1:0.5, 1:1.5, 1:4; при рН 7.4 – 1:1.5, 1:4. Методом динамического светорассеяния были определены гидродинамические радиусы полученных комплексов при рН 4.2 и 7.4. Обнаружено, что радиусы комплексов полиэфирополиамина с ДНК больше радиуса свободных молекул полиамина и ДНК и составляют от 210 до 440 нм.