Polyethylenimine as a gene delivery tool in triple-negative breast cancer cell line and breast cancer stem cell model

La polietilenimina como herramienta de administración de genes en una línea celular de cáncer de mama triple negativo y en un modelo de células madre de cáncer de mama

Antecedentes y objetivo: La PEI es un polímero catiónico capaz de neutralizar las cargas negativas del ADN y de condensar genes de gran tamaño, lo que la hace adecuada para la liberación de genes en células humanas. A pesar de su bajo coste, sencillez de uso y toxicidad moderada, aún hay margen para ampliar su uso y realizar ajustes experimentales, especialmente en líneas celulares difíciles de transfectar. En esta investigación, utilizamos PEI para la liberación de ADN plasmídico en la línea celular de TNBC SUM159 y en el modelo de CSC de mama HMLE-Twist.

Material y métodos: Las células cultivadas se transfectaron con el plásmido que expresa GFP utilizando PEI y Lipofectamin. La eficiencia de la transfección se determinó mediante citometría de flujo midiendo la intensidad de la fluorescencia verde, mientras que la viabilidad se determinó midiendo la intensidad de la fluorescencia roja tras la tinción con yoduro de propidio.

Resultados: En células SUM159 y HMLE-Twist obtuvimos una eficiencia de transfección entre el 30-40% utilizando PEI, mientras que la citotoxicidad fue en general de baja a moderada. El PEI causó un 10% de muerte celular en SUM159 y un 20% en HMLE-Twist. La eficacia de transfección del PEI fue comparable e incluso superior a la eficacia de la Lipofectamina tanto en SUM159 como en HMLE-Twist. En epitelios mamarios (HMLE control) obtuvimos sólo un 20 % de eficiencia de transfección utilizando ambos portadores.

Conclusiones: Demostramos por primera vez que PEI representa un nanotransportador adecuado para la liberación de genes en el modelo CSC de mama. Transfectamos con éxito el modelo HMLE-Twist de CSC de mama y la línea SUM159 de TNBC. Dado que la PEI es barata y fácil de usar, la recomendamos para futuras explotaciones de estas líneas celulares en la investigación del TNBC.

INTRODUCCIÓN

La manipulación y la administración de genes en células humanas se han utilizado y mejorado durante décadas. La terapia génica basada en la administración de genes o combinaciones de genes y fármacos que atacan y destruyen un tipo específico de cáncer representa una alternativa prometedora a la quimioterapia clásica. Para que la administración de genes tuviera éxito, era fundamental desarrollar un portador seguro y eficaz. 

Actualmente, la utilización de portadores de ADN no virales está aumentando, especialmente los sistemas químicos como liposomas y polímeros. La polietilenimina (PEI) es un polímero catiónico utilizado desde 1995 para el transporte de ADN. Su uso está muy extendido debido a que es fácil de sintetizar, eficaz y estable. La PEI puede unir ADN y ARN aniónicos en el intervalo de pH fisiológico, por lo que es eficaz como portador de ADN plasmídico y ARN interferente pequeño (siRNA).