Development and characterization of amphoteric liposomes for the delivery of oligonucleotides in vitro and in vivo

Abstract

Oligonukleotide binden sequenzspezifisch an komplementäre RNAs und vermitteln dadurch die Inhibierung der protein-kodierenden RNA. Jedoch sind Oligonukleotide sehr anfällig gegenüber nukleolytischen Abbau und ihre hohe Hydrophilie verhindert einen effektiven Membranübergang. Amphotere Liposomen verbessern dabei die Biodistribution, die Zellaufnahme der Oligonukleotide und stellen zudem einen Mechanismus für die pHabhängige Fusion der Liposomen- und Endosomenmembran bereit. Diese Arbeit befaßt sich zunächst mit der Pharmakokinetik (PK), Biodistribution und Pharmakodynamik einer amphoteren Formulierung (nov038). Diese Liposomen zeigen eine nicht-lineare, dosisabhängige PK und PD mit verpackten Oligonukleotiden und verteilen sich vornehmlich in Leber und Milz. Die Aufnahme der Liposomen in Hepatozyten konnte mittels konfokaler Mikroskopie gezeigt werden. Der zweite Teil dieser Arbeit zielte auf die Entwicklung neuartiger fusogener Liposomen basierend auf einem rationellen Ansatz. Der quantitative Parameter κmin, der die Lipidgeometrie in Abhängigkeit vom umgebenden pH und der Bindung von Gegenionen beschreibt wird hier als Wert eingeführt, mit dem Vorhersagen über die Fusogenität der Formulierung getroffen werden können. Formulierungen mit kleinen κmin –Werten vermitteln dabei eine effektive siRNA-Tranfektion auf primären Maushepatozyten.