Untersuchung des nicht-viralen Gentransfers mit den Polymeren PEI und PDMAEMA

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Diese Arbeit untersucht die Transfektion eukaryotischer Zellen mit den Polymeren Polyethylenimin (PEI) und verschiedenen Poly(2-(dimethylamino)ethyl methacrylaten) (PDMAEMA). Kationische Polymere komplexieren negativ geladene Plasmid-DNA und bilden Polyplexe, die die pDNA vor Abbau schützen und die Zellaufnahme ermöglichen. Die Polyplexe wurden hinsichtlich Größe, Zeta-Potential, Bindungsstärke und Stabilität charakterisiert. Es wurde festgestellt, dass Polyplexe mit PEI stabiler sind als solche mit PDMAEMA, obwohl Größe und Zeta-Potential vergleichbar sind. Die Transfektionseffizienz und Toxizität der Polymere sind entscheidend, weshalb der Einfluss von Molekulargewicht und Architektur von PDMAEMA untersucht wurde, um kritische Molekulargewichte zu ermitteln. Konfokale Fluoreszenzmikroskopie lieferte Hinweise zum Transfektionsmechanismus, der zeigte, dass Polyplexe perinuklear, jedoch nicht im Zellkern detektiert wurden. Studien mit Inhibitoren und quaternisierten Polymeren zeigten Unterschiede zwischen PDMAEMA und PEI auf: Während bei PEI die Clathrin-abhängige Endozytose eine Rolle spielt, scheint dies bei PDMAEMA nicht der Fall zu sein. Zudem wird eine sternförmige Variante von PDMAEMA beschrieben, die effizienter transfiziert und dabei eine geringere Toxizität aufweist. Auch sternförmige Polymere mit anorganischen, magnetischen Kernen wurden untersucht, die zur Trennung von Polyplexen und zur Aufreinigung von eukaryotisch