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Gene transfer by chemical vectors, and endocytosis routes of polyplexes, lipoplexes and lipopolyplexes in a myoblast cell line

Authors :
Philippe Guégan
Chantal Pichon
Tony Le Gall
Mathieu Mével
Mathieu Berchel
Paul-Alain Jaffrès
Patrick Midoux
Thierry Benvegnu
Pierre Lehn
Tristan Montier
Hervé Cheradame
Emilie Bertrand
Jean-Pierre Gomez
Bruno Pitard
Ludivine Billiet
Centre de biophysique moléculaire (CBM)
Université d'Orléans (UO)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Chimie, Electrochimie Moléculaires et Chimie Analytique (CEMCA)
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Université de Brest (UBO)
Génétique moléculaire et génétique épidémiologique
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Laboratoire Analyse et Modélisation pour la Biologie et l'Environnement (LAMBE)
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Institut du thorax
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Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR)
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Université d'Orléans (UO)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Institut Brestois Santé Agro Matière (IBSAM)
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Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Source :
Biomaterials, Biomaterials, 2012, 33 (10), pp.2980-2990. ⟨10.1016/j.biomaterials.2011.12.027⟩, Biomaterials, Elsevier, 2012, 33 (10), pp.2980-2990. ⟨10.1016/j.biomaterials.2011.12.027⟩
Publication Year :
2012
Publisher :
HAL CCSD, 2012.

Abstract

International audience; Chemical vectors are widely developed for providing safe DNA delivery systems. It is well admitted that their endocytosis and intracellular trafficking are critical for the transfection efficiency. Here, we have compared the endocytic pathways of lipoplexes, polyplexes and lipopolyplexes formed with carriers of various chemical compositions. Engineered C2C12 mouse myoblast cells expressing Rab5-EGFP, Rab7-EGFP or Cav1-GFP were used to monitor the location of the plasmid DNA into the endocytic compartments by real time fluorescence confocal microscopy. We observed that (i) DNA complexes made with dioleyl succinyl paromomycin:O,O-dioleyl-N-histamine phosphoramidate (DOSP/MM27) liposomes or histidinylated lPEI (His-lPEI) allowing the highest transfection efficiency displayed a positive ζ potential and were internalized by clathrin-mediated endocytosis, (ii) DOSP/MM27 lipoplexes were 6-times more internalized than His-lPEI polyplexes, (iii) all negatively charged DNA complexes lead to less efficient transfection and entered the cells via caveolae and (iv) lipopolyplexes allowing high transfection efficiency were weakly internalized via caveolae. Our results indicate that the transfection efficiency is better correlated with the nature of the endocytic pathway than with the uptake efficacy. This study shows also that engineered cells expressing specific fluorescent compartments are convenient tools to monitor endocytosis of a fluorescent plasmid DNA by real time fluorescence confocal microscopy.

Details

Language :
English
ISSN :
01429612
Database :
OpenAIRE
Journal :
Biomaterials, Biomaterials, 2012, 33 (10), pp.2980-2990. ⟨10.1016/j.biomaterials.2011.12.027⟩, Biomaterials, Elsevier, 2012, 33 (10), pp.2980-2990. ⟨10.1016/j.biomaterials.2011.12.027⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....80c889668c9b0f0aeab69ca37e393441
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2011.12.027⟩