シトカラシンB誘導性ナノベシクルは、核酸輸送が可能な天然の細胞外小胞を模倣しています

Cytochalasin-B-Inducible Nanovesicle Mimics of Natural Extracellular Vesicles That Are Capable of Nucleic Acid Transfer.

• Anastasiya Oshchepkova
• Alexandra Neumestova
• Vera Matveeva
• Lyudmila Artemyeva
• Ksenia Morozova
• Elena Kiseleva
• Marina Zenkova
• Valentin Vlassov

抄録

細胞外小胞は細胞間のコミュニケーションを提供しており、治療用キャリアとしての利用が期待されている。本研究は、核酸送達のための細胞外ベシクルをベースとしたシステムの開発を目的としています。オリゴヌクレオチドキャリアとして、間葉系幹細胞由来の細胞外小胞と、細胞をチトチャラシンBで処理したもの、または細胞膜から小胞を生成させたものの3種類のナノベシクルをアッセイした。ナノベシクルにはDNAオリゴヌクレオチドを凍結融解、超音波処理、またはサポニンによる透過化により担持した。オリゴヌクレオチド送達は、HEK293細胞を用いてアッセイした。細胞外小胞およびミミックは、類似のオリゴヌクレオチド負荷レベルを有するが、オリゴヌクレオチド送達の効率が異なることを特徴とした。シトカラシンB誘導性ナノベシクルは、HEK293細胞において最も高いレベルのオリゴヌクレオチド蓄積量を示し、0.44±0.05pmol/µgの負荷容量を有していた。また、担持されたオリゴヌクレオチドは、ほとんどの場合、ヌクレアーゼの作用から保護されていた。

Extracellular vesicles provide cell-to-cell communication and have great potential for use as therapeutic carriers. This study was aimed at the development of an extracellular vesicle-based system for nucleic acid delivery. Three types of nanovesicles were assayed as oligonucleotide carriers: mesenchymal stem cell-derived extracellular vesicles and mimics prepared either by cell treatment with cytochalasin B or by vesicle generation from plasma membrane. Nanovesicles were loaded with a DNA oligonucleotide by freezing/thawing, sonication, or permeabilization with saponin. Oligonucleotide delivery was assayed using HEK293 cells. Extracellular vesicles and mimics were characterized by a similar oligonucleotide loading level but different efficiency of oligonucleotide delivery. Cytochalasin-B-inducible nanovesicles exhibited the highest level of oligonucleotide accumulation in HEK293 cells and a loading capacity of 0.44 ± 0.05 pmol/µg. The loaded oligonucleotide was mostly protected from nuclease action.