Synthese verzweigter Lipide und Gemini-Lipide für die kationische liposomale Gentransfektion

Abstract

Die ursächliche Behandlung genetischer Erkrankungen, viraler Infektionen und Tumorleiden gelingt durch den effizienten Gentransfer bei minimaler Toxizität. Die effizienten viralen Genfähren sind jedoch stark immunogen, verfügen nur über eine geringe DNA-Beladungskapazität und die Herstellung ist kompliziert. Nicht-virale Vektoren, wie kationische Liposomen, weisen dagegen nur geringe Immunogenität auf, ihre einfache Herstellung erfolgt reproduzierbar und sie bilden selbst mit großen DNA-Molekülen stabile Komplexe. Neuartige kationische Lipide konnten durch die zweifache Alkylierung von Malonestern mit langkettigen Alkyhalogeniden oder kurzkettigen Alkyldihalogeniden synthetisiert werden. Alkalische Verseifung und Decarboxylierung der alkylierten Malonester führte zu α-verzweigten Fettsäuren und Gemini-Fettsäuren. Die Kupplung mit Oligoaminen und die anschließende Umsetzung mit geschützten Aminosäuren sowie die Abspaltung der Schutzgruppen führte zu neuen Di- und Tripeptidstrukturen.

Delivering genes efficiently and selectively into cells with low toxicity is necessary for the successful treatment of cancer, genetic diseases or viral infections. Viral vehicles are efficient in transfecting cells but suffer from many disadvantages like immunogenicity, difficult preparation or limited DNA loading capacity. Nonviral vectors like cationic liposomes deliver genes with lower efficiency, but they may be prepared in an uncomplicated and reproducible way, form stable complexes even with large DNA-molecules and they are not immunogenic. Novel cationic lipids were synthesized by double alkylation reaction of malonic esters with long chained alkyl halogenides or shorter 1,ω-dihalogenides. Saponification under alkaline conditions and decarboxylation of the alkylated malon esters lead to α-branched fatty acids or gemini fatty acids. After introducing variable oligo amine spacers, protected amino acids were added and afterwards deprotected, obtaining di- or tripeptide structures.