D. Heinemann
S. Kalies
H. Meyer
T. Ripken
M. Schomaker

Goldnanopartikelgestützte Lasertransfektion für Hochdurchsatz-Screening und biomedizinische Anwendungen

BioPhotonik
2
6
44-46
2013
Type: Zeitschriftenaufsatz (non-reviewed)
Abstract
Im Gegensatz zu den meisten anderen Methoden ist der Goldnanopartikelgestützte (gold nanoparticle mediated) Ansatz (GNOME) für die Lasertransfektion von Zellen kaum vom bearbeiteten Zelltyp abhängig, da es sich um einen rein physikalischen Prozess handelt und es somit keine aktive Beteiligung der Zelle gibt. Bei den eingesetzten Goldnanopartikeln handelt es sich um unkonjugierte, sphärische Partikel mit einem Durchmesser von 200 nm. Diese weisen für Routineanwendungen einige Vorteile bezüglich der Reproduzierbarkeit, der Kosten sowie der einfachen Handhabung auf. Die Studien zeigten, dass eine geringe Konzentration an Goldnanopartikeln von 0,5 µg/cm2 hierfür am besten geeignet ist, was einer Konzentration von ca. sechs Partikeln pro Zelle entspricht. Beim Einschleusen von Molekülen bis 70 kDa konnten Effizienzen von > 80\% und für Moleküle bis 2000 kDa Effizienzen > 75\% erreicht werden. Dieser Größenbereich deckt eine große Bandbreite an biologisch relevanten Molekülen wie siRNA (-14 kDa), Antikörper (-150 kDa) und Plasmid-DNA (> 1000 kDa) ab. Aufgrund der Automatisierbarkeit und der kurzen Prozesszeit der Methode bietet die GNOME-Lasertransfektion vielversprechende Möglichkeiten für nichtvirale therapeutische Ansätze, da sie ein sehr hohes Sicherheitsprofil aufweist. Dies umfasst z.B. die ex-vivo-Gentherapie von monogenetischen Krankheiten oder die virenfreie Reprogrammierung von patientenspezifischen induzierten Stammzellen.