Pokročilé makromolekulární systémy pro doručování genů

Abstract

This dissertation focuses on the field of gene therapy, specifically on the development of safe and efficient delivery systems (vectors) for transporting a genetic material into target cells. The first approach involves using synthetic polymer carriers to deliver nucleic acids (NAs). These polymers were synthesised to electrostatically interact with NAs, forming stable complexes that protect the genetic material from degradation in biological environments. The designed polymers consist of two functionally distinct blocks: the first contains cationic groups that bind to the NA, while the second comprises a neutral, hydrophilic polymer that enhances the colloidal stability of the complexes and shields their positive surface charge. The cationic groups are attached to the main polymer backbone via acid-labile hydrazone linkers, that cleave in mildly acidic environments, thereby enabling the intracellular release of NA from the complex. The structural and dimensional characteristics of the polymers were determined using nuclear magnetic resonance (NMR), size-exclusion chromatography (SEC), dynamic and electrophoretic light scattering (DLS and ELS). The formation of NA complexes was evaluated using agarose gel electrophoresis, DLS, and ELS. The hydrolytic stability of the complexes was verified under...

SOUHRN Tato disertační práce se zabývá problematikou genové terapie, konkrétně vývojem účinných a bezpečných doručovacích systémů (tzv. vektorů) pro dopravu genetického materiálu do cílových buněk. První přístup využívá syntetické polymerní nosiče pro přenos nukleových kyselin (NK). Byly připraveny polymery, které elektrostaticky interagují s NK za vzniku stabilních komplexů chránících genetický materiál před degradací v biologickém prostředí. Polymery se skládají ze dvou funkčně odlišných bloků: první obsahuje kationtové skupiny zajišťující vazbu s NK, zatímco druhý je tvořen elektroneutrálním hydrofilním polymerem, který zvyšuje koloidní stabilitu komplexů a stíní kladný povrchový náboj. Kationtové skupiny jsou k hlavnímu polymernímu řetězci navázány přes acidolabilní hydrazonové spojky, které se štěpí v mírně kyselém prostředí, což má umožnit uvolnění NK z komplexu v intracelulárním prostředí. Charakteristiky polymerů byly stanoveny pomocí nukleární magnetické rezonance (NMR), rozměrově-vylučovací chromatografie (SEC) a dynamického a elektroforetického rozptylu světla (DLS a ELS). Vznik komplexů s NK byl hodnocen pomocí agarózové elektroforézy, DLS a ELS. Hydrolytická stabilita komplexů byla testována v podmínkách simulujících buněčné prostředí. Ukázalo se, že uvolňování NK z komplexu nebylo zcela...