Die biologische Schleimhautschranke schränkt die Anwendung nicht-viraler Genvektoren in der lokalen Therapie durch Abfangung und Entfernung stark ein. Die konventionelle Modification mit Polyethylenglykol (PEG) kann zwar die Schleimhautpenetration des Vektors verbessern, führt aber häufig aufgrund der Ladungsabschirmung zu einem Rückgang der Aufnahme und der Transfektionseffizienz, dem sogenannten „PEG-Dilemma“. Vor diesem Hintergrund wurde in dieser Studie ein auf Poly(β-Aminoestern) (PBAE) basierendes Genliefersystem mit einer Abschirmungsstrategie durch oligomeren PEG vorgestellt. Durch eine Michael-Additionsreaktion wurde oligomerer PEG in die Hauptkette von PBAE eingebracht, wodurch verschiedene modifizierte PBAE-EG-Vektoren mit unterschiedlichen PEG-Dichten und Kettenlängen konstruiert wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass diese Materialien effizient mit dem Plasmid des grünen fluoreszierenden Proteins (GFP) komplexieren und dieses zu sphärischen Nanopartikeln von 170~270 nm Größe komprimieren können. Dabei können PBAE-EG₄-5 und PBAE-EG₉-5 bei niedrigem Materialverhältnis (Verhältnis Trägermaterial zu Plasmid-DNA) DNA vollständig verkapseln und zeigen gute Transfektionsergebnisse in verschiedenen Zelllinien. PBAE-EG₉-5 erreicht eine Transfektionseffizienz von bis zu 99,3 % in 293T-Zellen und bewahrt bei einer Konzentration von 75 μg/mL eine Zellviabilität von > 80 %, was hohe Effizienz und geringe Toxizität vereint. Die In-vivo-Bildgebung im Vaginaltrakt von Mäusen bestätigte, dass die oligomere PEG-Modifikation die Verweildauer und Diffusionsfähigkeit der Nanopartikel im Vaginalschleim deutlich verbessert. Daher verspricht die oligomere PEG-Modifikationsstrategie eine effektive Schleimhautpenetration und gute Transfektionsaktivität und bietet wertvolle Forschungsansätze sowie eine potenzielle nicht-virale Lieferplattform für lokale Gen-Therapie und DNA-Impfstoffentwicklung.

Genlieferung;Poly(β-Aminoester);Oligomeres PEG;Nanopartikel