プラスミドDNAの微小管媒介輸送を促進するE3-147Kペプチドは、ポリプレックスのトランスフェクション効率を増加させます

カチオン性ポリマーおよびカチオン性脂質としての化学ベクトルは、遺伝子治療のためのウイルスベクターの有望な代替品です。エンドソームの脱出と核輸入のほかに、核封筒へのサイトゾルにおけるプラスミドDNA（PDNA）移動も、非ウイルス性ベクターを使用した効率的なDNAトランスフェクションの制限ステップと見なされます。ここでは、微小管に沿ったPDNAの移動を支持するE3-14.7KとFIP-1の間の相互作用が利用されます。E3-14.7Kは、FIP-1（14K（14K）相互作用タンパク質1）タンパク質を介して相互作用するヒトアデノウイルスの初期タンパク質であり、ヒト微小管モータータンパク質ダイニン（TCTEL1）の光鎖成分と相互作用します。このペプチドはPDNAと共役し、in vitroでのPDNAの相互作用と、単離された微小管とセルロの微小管との相互作用を媒介します。画像のビデオ顕微鏡検査と追跡治療は、p79-98/pDNAコンジュゲートがポリプレックスを使用した2時間のトランスフェクションで微小管に沿って大きな振幅を持つ線形輸送を示すことを明確に示していますが、コントロールPDNAコンジュゲートは細胞質に小さな非方向性動きを示します。驚くべきことに、P79-98/PEGFPポリプレックスは、トランスフェクトされた細胞の数を2.5因子（最大76％）によって増強します。結果は、PDNAの微小管移動がTCTEL1にPDNAドッキングを可能にするペプチドによって促進されると、ポリプレックスのトランスフェクション効率が劇的に増加することを初めて示しています。これは、人工ウイルスを構築する希望を開く非ウイルス遺伝子送達分野での真のブレークスルーです。

Chemical vectors as cationic polymers and cationic lipids are promising alternatives to viral vectors for gene therapy. Beside endosome escape and nuclear import, plasmid DNA (pDNA) migration in the cytosol toward the nuclear envelope is also regarded as a limiting step for efficient DNA transfection with non-viral vectors. Here, the interaction between E3-14.7K and FIP-1 to favor migration of pDNA along microtubules is exploited. E3-14.7K is an early protein of human adenoviruses that interacts via FIP-1 (Fourteen.7K Interacting Protein 1) protein with the light-chain components of the human microtubule motor protein dynein (TCTEL1). This peptide is conjugated with pDNA and mediates interaction of pDNA in vitro with isolated microtubules as well as with microtubules in cellulo. Videomicroscopy and tracking treatment of images clearly demonstrate that P79-98/pDNA conjugate exhibits a linear transport with large amplitude along microtubules upon 2 h transfection with polyplexes whereas control pDNA conjugate exhibits small non-directional movements in the cytoplasm. Remarkably, P79-98/peGFP polyplexes enhance by a factor 2.5 (up to 76%) the number of transfected cells. The results demonstrate, for the first time, that the transfection efficiency of polyplexes can be drastically increased when the microtubules migration of pDNA is facilitated by a peptide allowing pDNA docking to TCTEL1. This is a real breakthrough in the non viral gene delivery field that opens hope to build artificial viruses.