title: Self-assembling polycations for gene delivery: Effects of polymer structure and environmental pH
title: Self-assembling polycations for gene delivery: Effects of polymer structure and environmental pH
title: Selbst-organisierende polykationische Polymere für Gentransfer: Effekte von Polymerstruktur und pH der Umgebung
Creators: name: Samsonova, Olga
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2012
Subjects: pHEMA-Kopplung
in vitro
molecular dynamic simulation
Transfektion
chain flexibility
RAFT
Wasserkraftfeld
Gentherapie
Naturwissenschaften
PEG-PCL-PEI
DNS
isothermale Titrationskalorimetrie
Toxizit�t
RNS-Interferenz
Konformation
pDMAEMA-b-pHEMA
Polymersteifigkeit

description: ZUSAMMENFASSUNG In der vorliegenden
      Arbeit wurden innovative polymerische Vektoren, die für die
      Durchführung von Gentransfers entwickelt gewesen sind,
      vorgestellt. Hierbei richtete sich der besondere Akzent auf
      den Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion sowohl aus
      physikalisch-chemischen als auch biologischen Blickpunkten.
      Zuerst wurden die für eine Transfektion relevanten
      Unterschiede von klassischen Vektoren mit hohem und niedrigem
      Verzweigungsgrad - PEI und PLL - unter alternierenden
      pH-Bedingungen von Krebsgewebe untersucht. Weiter wurde
      strukturelles Design für siRNA-Transfer auf Basis von
      PEG-PCL-PEI, einem multi-funktionellen selbst-assoziierenden
      ABC-Konstrukt, mit Betonung der Wichtigkeit der gesamten
      Hydrophilie-Lipophilie-Bilanz für effiziente Stilllegung der
      Genfunktion vorgeschlagen. Für Transport und Zustellung von
      DNA wurde ein neuer niedermolekularer diblock
      pDMAEMA-Abkömmling synthetisiert und charakterisiert, wonach
      der Vektor sich als effizient und geringfügig toxisch
      erwiesen hat. Der Zusammenhang zwischen pHEMA-Gehalt und
      Flexibilität der Polymerkette konnte mittels Dynamischer
      Simulation (MD) aufgeklärt werden. Die Besonderheiten zu
      thermodynamischen Aspekten von Polymer-DNA Bindung, die an
      die Glaspunkttemperatur (Tg) gekoppelt zu sein scheinen,
      wurden mittels ITC beobachtet. Sowohl die MD als auch die
      ITC- Methodiken lieferten neue Informationen zum
      Cargo-Carrier- Selbstorganisationsprozess in Lösung, welche
      wichtig in Bezug auf die Transfektionsleistung der
      Diblock-Copolymere sind.
description: SUMMARY In this thesis, novel
      polycationic vectors for therapeutic gene delivery were
      introduced with the focus on structure-function relationship
      in both physicochemical and biological aspects. First the
      transfection related differences of classical vectors with
      high and low branching grade and charge density: PEI and PLL,
      were examined under pH-alternating tumor tissue conditions.
      Further structural design for siRNA delivery was proposed on
      base of PEG-PCL-PEI multifunctional self-assembly
      ABC-construct, showing the importance of total
      hydrophilic-lipophilic balance for efficient gene silencing
      performance. For DNA delivery a new low molecular weight
      di-block pDMAEMA derivative was synthesized and
      characterized, proving it to be a low toxic and efficient
      vector. The relationship between pHEMA-content and polymer
      chain flexibility was assessed via molecular dynamics
      simulation (MD). The thermodynamic polymer-DNA binding
      characteristics, monitored via ITC, appeared to depend on
      glass transition temperatue (Tg). The use of both MD and ITC
      methodologies provided new information on the cargo-carrier
      self-assembly process in solution, relevant to transfection
      performance of diblock-copolymers.