Polyethylenimin-Nanopartikel als inhalativ applizierbare nicht-virale Vektoren zum pulmonalselektiven somatischen Gentransfer

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Polyethylenimine(PEI)-Nanokomplexe sind vielversprechende nicht-virale Vektoren für den somatischen Gentransfer. Ziel des vorliegenden Forschungsprojektes ist es zu untersuchen, ob sich dieses Vektorsystem für eine pulmonale Gentherapie mit dem nichtinvasiven Zugang zum Zielorgan Lunge über den Aerosolweg nutzen lässt. In Vorarbeiten konnte gezeigt werden, dass im Vergleich mit anderen PEI niedermolekulare PEI-DNA Komplexe mit einem N/P-Verhältnis von 8 die höchste Transfektionseffizienz in vivo aufwiesen. Im Mausmodell der Hypoxie-induzierten pulmonalarteriellen Hypertonie werden nun diese PEI-Komplexe eingesetzt, um ein Plasmid zu transfizieren, welches für die Prostazyklin-Synthase und die Cyclooxygenase 2 ko-kodiert und darüber drucksenkend wirkt. Neben dem Wirksamkeitsnachweis nach intratrachealer Applikation soll die Aerosolierung der Komplexe schrittweise optimiert werden. In einem parallelen Ansatz hierzu werden für neue PEI-Kompositionen und modifikationen deren Komplexstabilität, Oberflächenladung, Kondensationsvermögen und Aggregationstendenz bestimmt. Zudem wird die Stabilität der Komplexe gegenüber dem Prozess der Aerosolgenerierung untersucht. Hierbei identifizierte geeignete PEI-Komplexe werden nach Verneblung auf Zellkultur-Ebene und im Tiermodell auf ihre funktionelle Integrität überprüft. Geeignete Kandidaten werden bei ausgewählten N/P-Verhältnissen in vitro und in vivo auf ihre Transfektionseffizienz und Toxizität hin getestet und mit den Parametern der niedermolekularen PEI verglichen. Zudem wird die Verteilung und Lokalisation der Komplexe im Lungenparenchym untersucht.