Využití peptidů pronikajících buněčnou membránou pro intracelulární dopravu nanočástic myšího polyomaviru

Abstract

Virus-derived nanoparticles represent a promising tool for intracellular delivery of therapeutics. The small non-enveloped murine polyomavirus (MPyV) serves as a suitable model for such applications due to its simplicity and ease of modification. However, for efficient intracellular transport, particularly into the cytoplasm and nucleus, its cellular entry needs to be enhanced. Cell-penetrating peptides (CPPs) can facilitate the transport of various cargo molecules across cellular membranes. We investigated whether CPPs could enhance MPyV transduction or infection. Based on the scientific literature, we selected four candidate CPPs (R8, KH27K, LAH4, and FUSO) and non-covalently associated them with MPyV. The peptides R8, KH27K, and LAH4 increased infection or transduction efficiency of MPyV-derived pseudovirions. KH27K also enhanced the transduction of pseudovirions derived from SV40 and mouse papillomavirus, tested in parallel. Furthermore, the CPPs affected particle size and stability; some induced aggregation and increased cellular binding. However, flow cytometry analysis revealed that the overall amount of MPyV entering the cells did not increase, suggesting that CPPs likely alter the internalization pathway of MPyV. We then genetically incorporated selected CPPs into the interior of the...

Nanočástice odvozené od virů jsou možným nástrojem pro dopravu terapeutik do buněk. Malý neobalený myší polyomavirus (MPyV) je z hlediska své jednoduchosti a snadné modifikovatelnosti vhodným modelem pro tento typ použití. Pro účely intracelulární dopravy je však třeba zvýšit účinnost jeho průniku do cytoplasmy a jádra. Peptidy pronikající buněčnými membránami (CPP) dokážou umožnit i dalším látkám proniknout přes membránu. Zajímalo nás, zda by CPP mohly zvýšit účinnost transdukce či infekce MPyV. Na základě vědecké literatury jsme vytipovali čtyři kandidátní CPP (R8, KH27K, LAH4 a FUSO) a nekovalentně je asociovali s MPyV. Peptidy R8, KH27K i LAH4 zvyšovaly infekci viru nebo transdukci psedovirionů odvozených od MPyV. Peptid KH27K zvyšoval také transdukci pseudovirionů odvozených od viru SV40 a myšího papilomaviru, které byly testovány souběžně. CPP navíc ovlivňovaly také velikost a stabilitu částic, některé vyvolávaly jejich agregaci a zvýšenou vazbu na buňky. Přesto cytometrie ukázala, že se celkové množství MPyV vstupujícího do buňky nezvýšilo a CPP tedy zřejmě mění internalizační cestu MPyV. CPP jsme následně geneticky inkorporovali do vnitřku kapsidy, aby k jejich obnažení a účinku došlo až uvnitř endocytických cest po rozvolnění kapsidy MPyV. Analýzou buněčných frakcí se ukázalo, že...