Abbonarsi

Internalization of PEI-based complexes in transient transfection of HEK293 cells is triggered by coalescence of membrane heparan sulfate proteoglycans like Glypican-4 - 16/06/24

Doi : 10.1016/j.biopha.2024.116893 
Pol Pérez-Rubio a, Meritxell Vendrell-Flotats b, Elianet Lorenzo Romero a, Kasper Enemark-Rasmussen c, Laura Cervera a, d, , Francesc Gòdia a, Jesús Lavado-García e,
a Grup d’Enginyeria de Bioprocessos i Biocatàlisi Aplicada, Escola d’Enginyeria, Universitat Autònoma de Barcelona, Campus de Bellaterra, Cerdanyola del Vallès, Barcelona 08193, Spain 
b Servei de Microscòpia, Universitat Autònoma de Barcelona, Campus de Bellaterra, Cerdanyola del Vallès, Barcelona 08193, Spain 
c Department of Chemistry, Technical University of Denmark, Kongens Lyngby, Denmark 
d Serra Hunter Lecturer Professor 
e Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability, Technical University of Denmark, Lyngby Kgs 2800, Denmark 

Corresponding author at: Grup d’Enginyeria de Bioprocessos i Biocatàlisi Aplicada, Escola d’Enginyeria, Universitat Autònoma de Barcelona, Campus de Bellaterra, Cerdanyola del Vallès, Barcelona 08193, Spain. Grup d’Enginyeria de Bioprocessos i Biocatàlisi Aplicada, Escola d’Enginyeria, Universitat Autònoma de Barcelona, Campus de Bellaterra Cerdanyola del Vallès Barcelona 08193 Spain ⁎⁎ Corresponding author.

Abstract

Polymer-cationic mediated gene delivery is a well-stablished strategy of transient gene expression (TGE) in mammalian cell cultures. Nonetheless, its industrial implementation is hindered by the phenomenon known as cell density effect (CDE) that limits the cell density at which cultures can be efficiently transfected. The rise in personalized medicine and multiple cell and gene therapy approaches based on TGE, make more relevant to understand how to circumvent the CDE. A rational study upon DNA/PEI complex formation, stability and delivery during transfection of HEK293 cell cultures has been conducted, providing insights on the mechanisms for polyplexes uptake at low cell density and disruption at high cell density. DNA/PEI polyplexes were physiochemically characterized by coupling X-ray spectroscopy, confocal microscopy, cryo-transmission electron microscopy (TEM) and nuclear magnetic resonance (NMR). Our results showed that the ionic strength of polyplexes significantly increased upon their addition to exhausted media. This was reverted by depleting extracellular vesicles (EVs) from the media. The increase in ionic strength led to polyplex aggregation and prevented efficient cell transfection which could be counterbalanced by implementing a simple media replacement (MR) step before transfection. Inhibiting and labeling specific cell-surface proteoglycans (PGs) species revealed different roles of PGs in polyplexes uptake. Importantly, the polyplexes uptake process seemed to be triggered by a coalescence phenomenon of HSPG like glypican-4 around polyplex entry points. Ultimately, this study provides new insights into PEI-based cell transfection methodologies, enabling to enhance transient transfection and mitigate the cell density effect (CDE).

Il testo completo di questo articolo è disponibile in PDF.

Graphical Abstract




Il testo completo di questo articolo è disponibile in PDF.

Highlights

Exhausted media from HEK293 cultures inhibits polyplex arrival to cell membranes, leading to unfruitful transfection.
Ionic strength of polyplexes is enhanced upon their addition to exhausted cell culture media, leading to aggregation.
Glypican-4 has been shown to coalesce around polyplex entry points at a higher rate than Phosphacan.
Proteinase K treatment of exhausted media allowed a partial recovery of transfection efficiency.

Il testo completo di questo articolo è disponibile in PDF.

Abbreviations : Ca, CDE, Cl, CS, CSPG, EVs, GAG, GFP, GPC-4, HEK293, HCD, Hpt, HS, HSPG, MR, Na, NTA, PEI, PGs, P, PTPRZ, S, TGE, VLP

Keywords : TGE, Proteoglycan, Inhibition, Transient Transfection, Cell density effect, HEK293


Mappa


© 2024  Pubblicato da Elsevier Masson SAS.
Aggiungere alla mia biblioteca Togliere dalla mia biblioteca Stampare
Esportazione

    Citazioni Export

  • File

  • Contenuto

Vol 176

Articolo 116893- luglio 2024 Ritorno al numero
Articolo precedente Articolo precedente
  • Changes In Serum CXCL13 Levels Are Associated With Outcomes of Colorectal Cancer Patients Undergoing First-Line Oxaliplatin-Based Treatment
  • Sara Cabrero-de las Heras, Xavier Hernández-Yagüe, Andrea González, Ferran Losa, Gemma Soler, Cristina Bugés, Iosune Baraibar, Anna Esteve, Miguel Ángel Pardo-Cea, Anne Hansen Ree, Neus Martínez-Bosch, Maria Nieva, Eva Musulén, Sebastian Meltzer, Tania Lobato, Carla Vendrell-Ayats, Cristina Queralt, Pilar Navarro, Clara Montagut, Ferran Grau-Leal, David Camacho, Raquel Legido, Núria Mulet-Margalef, Eva Martínez-Balibrea
| Articolo seguente Articolo seguente
  • Cannabinoid CB2 receptors in primary sensory neurons are implicated in CB2 agonist-mediated suppression of paclitaxel-induced neuropathic nociception and sexually-dimorphic sparing of morphine tolerance
  • Kelsey G. Guenther, Xiaoyan Lin, Zhili Xu, Alexandros Makriyannis, Julian Romero, Cecilia J. Hillard, Ken Mackie, Andrea G. Hohmann

Benvenuto su EM|consulte, il riferimento dei professionisti della salute.
L'accesso al testo integrale di questo articolo richiede un abbonamento.

Già abbonato a @@106933@@ rivista ?

@@150455@@ Voir plus

Il mio account


Dichiarazione CNIL

EM-CONSULTE.COM è registrato presso la CNIL, dichiarazione n. 1286925.

Ai sensi della legge n. 78-17 del 6 gennaio 1978 sull'informatica, sui file e sulle libertà, Lei puo' esercitare i diritti di opposizione (art.26 della legge), di accesso (art.34 a 38 Legge), e di rettifica (art.36 della legge) per i dati che La riguardano. Lei puo' cosi chiedere che siano rettificati, compeltati, chiariti, aggiornati o cancellati i suoi dati personali inesati, incompleti, equivoci, obsoleti o la cui raccolta o di uso o di conservazione sono vietati.
Le informazioni relative ai visitatori del nostro sito, compresa la loro identità, sono confidenziali.
Il responsabile del sito si impegna sull'onore a rispettare le condizioni legali di confidenzialità applicabili in Francia e a non divulgare tali informazioni a terzi.


Tutto il contenuto di questo sito: Copyright © 2026 Elsevier, i suoi licenziatari e contributori. Tutti i diritti sono riservati. Inclusi diritti per estrazione di testo e di dati, addestramento dell’intelligenza artificiale, e tecnologie simili. Per tutto il contenuto ‘open access’ sono applicati i termini della licenza Creative Commons.