Optimization of the transfection of mesenchymal stem cells (MSC)

Mezenchymalne komórki macierzyste (MSC) cieszą się nieustannym zainteresowaniem inżynierii tkankowej oraz medycyny regeneracyjnej. Ich potencjał do różnicowania w komórki tkanki mezenchymatycznej, zdolność do migracji w miejsca uszkodzeń tkanek oraz duży potencjał naprawczy czynią ich idealnymi kandydatami dla terapii komórko-wych. Skuteczna modyfikacja genetyczna komórek MSC pozwoliłaby na eliminację chorób, takich jak wrodzona łamliwość kości oraz podniosłaby skuteczność obecnie stosowanych terapii. Niniejsza praca magisterska skupiła się na optymalizacji lipofekcji, czyli jednej z metod transfekcji MSC. Jest to modyfikacja genetycznej wykorzystująca kationowe lipidy w roli niewirusowych nośników materiału genetycznego. Nośniki nie-wirusowe są nieimmunogenne w stosunku do transferowanych komórek, charakteryzuje je niski efekt toksyczny w stosunku do komórek oraz brak ryzyka mutacji. Wydajność procesu transfekcji z użyciem tych nośników jest niższa niż przy nośnikach wirusowych, jednakże eliminacja efektów ubocznych transdukcji wirusowej jest etapem rozwoju modyfikacji genetycznych. Do lipofekcji użyto reagentów FuGENE HD (Promega) oraz Lipofectamine 2000 (InVitrogen, Life Technologies) wraz z plazmidami bakteryjnymi niosącymi gen białka zielonej fluorescencji GFP.

Mesenchymal stem cells (MSC) are having a constant interest in tissue engineering and regenerative medicine. Their potential to differentiate into mesenchymal tissue cells, the ability to migrate into areas of tissue damage and large repair potential make them ideal candidates for various cellular therapies. Effective MSC genetic modification would allow the elimination of diseases, such as congenital bone fragility and centribute to have a positive impact on the effectiveness of current therapy. The main point of these master’s thesis focused on lipofection optimizing, which is one of the MSC transfection methods. It is a genetic modification which uses cationic lipids as non-viral carriers of genetic material. Non-viral carriers show a lack of immunogenicity, they are characterized by a low toxic effect on cells, and is absent in the case of risk of mutations. Transfection efficiency with the use of such vehicles is lower than viral carriers, but the elimination of side effects presented at viral transduction of the stage of development of genetic modification. For lipofection we used two reagents FuGENE HD (Promega) and Lipofectamine 2000 (Invitrogen, Life Technologies) and bacterial plasmids carrying the gene of green fluorescent protein GFP.