Grafenoxid (GO) har potential att användas i läkemedelsleveransapplikationer. Dess stora specifika yta gör det intressant som en effektiv bärare och skyddare av olika aktiva substanser för genterapi, såsom DNA och mRNA. Denna studie har fokuserat på att undersöka förhållandena för att ladda negativt laddat mRNA på GO. Kitosan (CS) och linjär polyetylenimin (PEI) har preadsorberats på GO för att underlätta mRNA-adsorption. Studien undersökte vid vilka förhållanden zeta-potentialen av GO/polyelektrolyt för det negativt laddade GO blir positivt. Dessa komplexerades sedan med mRNA vid olika N/P-förhållanden. Dessutom bedömde studien mRNA-frisättningskapaciteten genom att reducera pH. GO/CS-komplexet vid förhållandet 1:2 visade positiv zeta-potential med N/P-förhållandena som sträcker sig från 1:1 till 10:1 visade att all mRNA och polyA har adsorberat till komplexet. N/P-förhållandet 10:1 var den enda som uppnådde en neutral zeta-potential, vilket tyder på tillräckligt mRNA för mättnad. Genom att öka koncentrationen av CS, kunde zeta-potentialen skifta till positivt vilket potentiellt förbättrar transfektionseffektiviteten. Visade en förbättring i signalen av det fria mRNA ökade när GO/CS/mRNA-komplexet utsattes för ett mer surt pH. Detta tyder på en potentiell frisättning när vektorn transfekteras in i cellen, eftersom den transporteras till lysosomerna som kännetecknas av sin sura miljö. GO/PEI-komplex visade endast negativ zeta-potential vid GO:PEI-förhållanden som når upp till 1:10, och därmed kommer det negativt laddade mRNA inte att adsorbera på dessa GO/PEI-komplex. Resultaten tyder på en lovande utgångspunkt för pre-formuleringen av GO/CS-komplexet för vidare forskning. Detta arbete ger ett bidrag för framtida studier inom detta område. / Graphene oxide (GO) has a potential to be used in drug delivery applications. The large surface-to-mass ratio makes it interesting as efficient carrier and protector of various substances aimed for therapy, including DNA and mRNA. This study has focused on determining the ideal conditions for loading negatively charged mRNA onto GO using chitosan (CS) and linear polyethyleneimine (PEI) to facilitate mRNA adhesion. This was achieved by examining at what ratios of GO/polyelectrolyte the zeta potential of the negatively charged GO becomes positive, which were then subjected to mRNA complexation at different N/P (nitrogen/phosphate) ratios. Moreover, the study assessed the mRNA release capability by altering the pH. The GO/CS complex at ratio 1:2 showed positive zeta potential with the N/P ratios ranging from 1:1 to 10:1 presented 100% loading efficiency of the added nucleic acids. With the N/P ratio 10:1 standing out as it achieved a neutral zeta potential, suggesting enough mRNA for saturation. By increasing the concentration of CS, the zeta potential could shift to positive potentially enhancing transfection efficiency. During the release assessment, the GO/CS/mRNA complex displayed increased amount of unbound mRNA when subjected to a more acidic pH. This suggests potential release when transfected into the cell, as the vector is transported to the lysosomes characterized by their acidic environment. GO/PEI complexes demonstrated only negative zeta potential at GO:PEI ratios reaching to 1:10, and thus the negatively mRNA will not adsorb on these GO/PEI complexes. The findings suggest a promising starting point for the pre-formulation of the GO/CS complex for further research. This work provides a solid foundation for future studies in this area.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-347185 |
| Date | January 2024 |
| Creators | Toledo Wall, Maria Luisa |
| Publisher | KTH, Proteinvetenskap |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-CBH-GRU ; 2024:131 |
Page generated in 0.0018 seconds