Determinanten der Zytotoxizität der transfektierten Polyiosinsaäure: Polycytidinsäure in Makrophagen

Hintergrund Die angeborene antivirale Atemwegsabwehr kann durch die Gabe von Liganden der TLR/RLR-Signalpfade stimuliert werden. Ein solcher Ligand ist Polyinosinsäure : Polycytidinsäure (Poly(I:C)). Die Transfektion von Atemwegsepithelzellen (J Immunol 2015; 195: 2829-2841) und Makrophagen (Eur Respir J 2017, 50, PA2030) mit dem in pH-sensitiven Liposomen enkapsulierten Poly(I:C) führt zu einer potenten Freisetzung antiviraler Faktoren durch Stimulierung des RLR-Signalpfades. Dies wirkt jedoch auf die Makrophagen zytotoxisch (Eur Respir J 2018, 52, PA1055).

Forschungsfrage Welche Faktoren (Ligand, Transfektionsmittel oder beides) bestimmen die makrophagale Zytotoxizität des transfektierten Poly(I:C)?

Zellen und Methoden Makrophagen wurden aus Blutmonozyten für 14 Tage in Gegenwart von M-CSF ausdifferenziert. Die Transfektion vom 1 µg/mL Poly(I:C) erfolgte mithilfe pH-sensitiver Liposomen oder alternativer Nanopartikel, wie TransIT2020 (Mirus Bio; Lipid-Polymer Mix) und Escort IV (Sigma-Aldrich; Liposomen). Die Effizienz der Enkapsulierung des Poly(I:C) wurde mit Sybr Gold quantifiziert. Makrophagale Zytotoxizität wurde mikroskopisch und durch Freisetzung von Laktatdehydrogenase evaluiert. Das Ausmaß der Zytotoxizität des transfektierten Poly(I:C) wurde mit denen von (a) 1 – 10 µg/mL des „bloßen“ Poly(I:C) (d.h. ohne Transfektionsmittel) und (b) transfektierter mRNS der Leuchtkäfer-Luciferase verglichen. Die Transfektionseffizienz der Luciferase mRNS wurde mittels Lumineszenzmessung quantifiziert.

Ergebnisse Das „bloße“ Poly(I:C) wies keine Zytoxizität auf. Dagegen führte die Transfektion von Poly(I:C) mit allen drei Transfektionsmitteln zu erheblicher Zytotoxizität. Die letztere trat unabhängig von der Enkapsulierungseffizienz des Poly(I:C) auf. Im Gegensatz dazu wies die Leuchtkäfer-Luciferase mRNS, trotz potenter Transfektion mittels Escort IV (gefolgt von TransIT2020 und pH-sensitiven Liposomen), nur eine geringfügige Zytotoxizität auf.

Schlussfolgerung Makrophagale Zytotoxizität des transfektierten Poly(I:C) scheint unabhängig von Transfektionsmitteln vorhanden zu sein und könnte direkt durch die intrazelluläre Präsenz des Liganden bestimmt werden. Für eine sichere antivirale Stimulierung sind weitere Studien notwendig.

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Article published online:
09 March 2023