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dc.contributor.advisorDR. ANTONIO IBÁÑEZ HERNÁNDEZ, MIGUEL ÁNGEL-
dc.contributor.authorQBP. OSEGUERA GUERRA, BERENICE ERÉNDIRA-
dc.date.accessioned2012-12-11T22:43:16Z-
dc.date.available2012-12-11T22:43:16Z-
dc.date.issued2011-12-01-
dc.identifier.urihttp://www.repositoriodigital.ipn.mx/handle/123456789/8913-
dc.descriptionLa terapia génica es una estrategia terapéutica basada en la modificación del repertorio genético de las células, mediante la administración de ácidos nucleicos. Para alcanzar un determinado efecto biológico en terapia génica, es necesario introducir, de manera eficaz, el material genético de interés en la célula blanco y conseguir su expresión, por lo que se debe contar con un vehículo genético inocuo, en donde los liposomas catiónicos parecen ser los más prometedores. Éstos se forman con lípidos catiónicos sintéticos, ya que debido a sus cargas positivas, interaccionan electrostaticamente con el DNA, formando un complejo estable (lipocomplejo), que permite la entrega eficiente del material genético a las células. Los lípidos catiónicos comerciales han mostrado ser efectivos en la transfección; sin embargo, son caros y presentan cierto grado de toxicidad, lo que limita su uso in vivo. Por lo tanto, es necesario obtener lípidos catiónicos inocuos y que sean económicos. Por lo cual, en este trabajo se diseñaron y sintetizaron lípidos derivados de los aminoácidos D-lisina y D-ornitina y el octadecanol (D-lisil-octadecanol y D-ornitin-octadecanol) para la transferencia de genes, los cuales no podrían ser citotóxicos por estar formados por moléculas que se encuentran normalmente en la célula, además de ser económicos y de fácil manejo. La síntesis de los lípidos catiónicos se realizó por el método de esterificación de aminoácidos polares, su purificación se realizó por cromatografía preparativa en sílica gel y solubilidad diferencial. Se caracterizaron por cromatografía en capa fina, espectroscopía de infrarrojo y RMN de 1H y 13C. Como material genético se utilizó el plásmido pRSVgal, que tiene clonado el gen Lac Z (β-galactosidasa), como gen reportero, el cual se purificó por el método de lisis alcalina y se verificó su integridad por electroforesis y su pureza por su espectro de absorción. Se formaron lipocomplejos con los lípidos catiónicos y colesterol o DOPE como lípidos ayudadores y DNA plasmídico, para transfectar la línea celular C-33 A, la cual se evaluó por la actividad enzimática de la -galactosidasa. Además, se determinó la citotoxicidad con el colorante supravital azul tripán al 0.2%. Por último, los lipocomplejos se caracterizaron por microscopía electrónica de transmisión y citometría de flujo. Se sintetizaron y purificaron los lípidos catiónicos D-lisil-octadecanol y D-ornitin-octadecanol, con un rendimiento de 43 y 54% respectivamente. Se identificaron como lípidos anfipáticos por cromatografía en capa fina con un Rf de 0.53. En el espectro de IR se observaron las señales de los enlaces característicos de cada lípido, destacando la señal del alargamiento C=O alrededor de los 1740 cm-1 y la señal de flexión C-O alrededor de 1050 cm-1, correspondientes al enlace éster. El espectro de RMN de 1H presentó la señal correspondiente al hidrógeno del grupo metileno del enlace éster a 4.2 ppm y en el de RMN 13C a 169 ppm la señal del carbonilo del enlace éster. Con estos datos se tiene la certeza de que la síntesis de ambos lípidos se realizó con éxito. Se obtuvo el DNA del plásmido pRSVgal con un alto grado de pureza con una relación A260/A280 de 1.9 y con una concentración de 28 g/mL. Se obtuvo una eficiencia de trasnfección de hasta el 25% con el lípido D-lisil-octadecanol y menor al 2% con el lípido D-ornitin-ctadecanol. Ambos lípidos no mostraron citotoxicidad, tampoco sus enantiómeros L-lisil-octadecanol y L-ornitin-octadecanol. Por microscopía electrónica, los liposomas de D-lisil-octadecanol con DOPE, se observaron como nanoesferas con un diámetro de 30 a 80 nm, y los lipocomplejos presentaron estructuras denominadas ―collar de cuentas‖. El análisis por citometría de flujo no reveló diferencias significativas entre los liposomas y los lipocomplejos. Se concluye que el lípido D-lisil-octadecanol lleva a cabo la transferencia de genes sin toxicidad en cultivo de células, por lo que se propone que este lípido puede ser usado con alto grado de seguridad en animales de experimentación y posiblemente en humanos.es
dc.description.abstractGene therapy is a therapeutic strategy based on modification of the gene repertoire of cells through the administration of nucleic acids. To achieve a specific biological effect in gene therapy, the genetic material of interest needs to be inserted efficiently in the target cell and attain expression. An innocuous genetic vector is therefore necessary, and the most promising seem to be cationic liposomes. These are formed by synthetic cationic lipids which due to their positive charge, interact electrostatically with DNA to form a stable complex (lipoplex) that permits the efficient delivery of genetic material to the cell. Commercial cationic lipids have proved effective in transfection, but they are expensive and a certain degree of toxicity is associated with them limiting their use in vivo. Innocuous cost-effective cationic lipids need consequently to be obtained. Therefore, in this study, lipids designed for gene transfer were obteinde from the amino acids D-lysine and D-ornithine as well as octadecanol (D-lysyl-octadecanol and D-ornithine-octadecanol), none of which could be cytotoxic since they are composed of molecules found normally in the cell and they are also inexpensive and easy to use. These cationic lipids were synthesized by esterification of polar amino acids and purified by silica gel prep chromatography and differential solubility. Characterization was performed with thin layer chromatography, infrared spectroscopy, and 1H and 13C nuclear magnetic resonance (NMR). The plasmid pRSVgal, into which the Lac Z gene (β-galactosidase) has been cloned as a reporter gene, was used as the genetic material. The alkaline lysis method was used to purify the plasmid, and its integrity and purity were verified by electrophoresis and absorption spectrometry. Lipoplexes were formed with cationic lipids and cholesterol or DOPE as helper lipids and plasmid DNA, in order to transfect the C-33 A cell line which was evaluated by the enzymatic activity of β-galactosidase. Cytotoxicity was determined by supravital staining with 0.2% trypan blue. Finally, lipoplexes were characterized by transmission electron microscopy and flow cytometry. The cationic lipids D-lysyl-octadecanol and D-ornithine-octadecanol were synthesized and purified, with yields of 43 and 54% respectively. These compounds were identified by thin layer chromatography as amphipathic lipids with an Rf of 0.53. In the IR spectrum, bands for the characteristic bonds of each lipid were observed, particularly those of lengthening of the C=O bond at about 1740 cm-1 and lengthening of the C-O bond near 1050 cm-1, corresponding both to the ester bond. The 1H NMR spectrum displayed hydrogen of the methylene group of the ester bond signal at 4.2 ppm while the signal for the carbonyl of the ester bond was observed at 169 ppm in the 13C NMR spectrum. These data provide certainty as to the successful synthesis of both lipids. DNA with a high degree of purity was obtained from the plasmid pRSVgal with an A260/A280 ratio of 1.9 at a concentration of 28g/mL. Up to 25% transfection efficiency was achieved with D-lysyl-octadecanol and <2% with D-ornithine-octadecanol. Neither lipid showed cytotoxicity nor did their enantiomers L-lysyl-octadecanol and L-ornithine-octadecanol. Electron microscopy showed liposomes of D-lysyl-octadecanol with DOPE as nanospheres 30 to 80 nm in diameter, while lipoplexes displayed so-called ―beads-on-string‖ structures. Flow cytometry analysis revealed no significant differences between liposomes and lipoplexes. We conclude that D-lysyl-octadecanol carries out gene transfer without inducing toxicity in cell cultures, and therefore suggest this lipid can be used with a high degree of safety in test animals and potentially in humans.es
dc.language.isoeses
dc.subjectLÍPIDOS CATIÓNICOSes
dc.subjectD-LISINAes
dc.subjectD-ORNITINAes
dc.subjectTRANSFERENCIA DE GENESes
dc.titleDISEÑO Y SÍNTESIS DE LÍPIDOS CATIÓNICOS DERIVADOS DE LA D-LISINA Y D-ORNITINA PARA LA TRANSFERENCIA DE GENESes
dc.typeThesises
dc.description.especialidadMAESTRÍA EN CIENCIAS EN BIOMEDICINA Y BIOTECNOLOGÍA MOLECULARes
dc.description.tipoPDFes
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