In vivo Gene electrotransfer: optimisation and mechanisms.
Electrotransfert de gènes in vivo : optimisation et mécanismes
Résumé
DNA electrotransfer is a promising solution to the problems induced by the use of viral transfer techniques, both in terms of therapeutic applications and as a tool for research. However, improvements have to be made concerning the transfection efficacy in the different cell lines, the knowledge of the underlying mechanisms and also the knowledge of the safety of the electrotransfer. In a preliminary study we have proved that transfection efficacy for DNA injection alone increased with the speed of injection, mainly due to receptor mediated endocytosis, but also partly to membrane permeabilisation. Afterward we have confirmed in vivo the permeabilising role of the short high voltage pulses (HVs) and the electrophoretic role of the long low voltage pulses (LVs), during the elctrotransfer. We have also shown the influence of a delay between the HV and the LV, on the efficacy and the toxicity of the pulses applied. Our study of the HV also tends to indicate that the tissue doesn't have to be entirely permeabilised to obtain a good electrotransfer. We have also confirmed in vivo that the smaller the cells are, the higher the voltage applied for the HV has to be. This is in agreement with Schwan's formula:
L'électrotransfert est une solution prometteuse aux problèmes posés par les méthodes de transfert virales, aussi bien en termes d'applications thérapeutiques qu'en tant qu'outil de recherche. Cependant des progrès doivent encore être réalisés pour augmenter l'efficacité de transfection dans les divers types cellulaires, pour améliorer la connaissance des mécanismes impliqués ainsi que pour confirmer l'innocuité de l'électrotransfert. Dans une étude préliminaire, nous avons démontré que l'efficacité de transfert par injection locale d'ADN seule augmentait avec la vitesse d'injection, impliquant probablement de l'endocytose médiée par récepteur, mais aussi une faible perméabilisation membranaire. Nous avons ensuite confirmé in vivo le rôle perméabilisant des impulsions courtes de fort voltage (HVs) et le rôle électrophorétique des impulsions longues de bas voltage (LVs), lors de l'électrotransfert. Nous avons aussi montré l'influence d'un délai entre le HV et le LV sur l'efficacité et la toxicité des impulsions électriques appliquées. Notre étude de l'impulsion HV semble montrer également que le tissu n'a pas besoin d'être complètement perméabilisé dans le cadre de l'électrotransfert. Nous avons aussi pu confirmer in vivo que plus les cellules du tissu étaient petites, plus le champ électrique à appliquer pour le HV devait être fort, conformément à l'équation de Schwan :