Elektroporacijos metodo taikymas biotechnologijoje ir medicinoje atskirai aptariant jo panaudojimą vaistų ir genų suleidimui į ląsteles ir audinius

Jau trejetą dešimtmečių žinoma, kad biologines ląsteles paveikus trumpalaikiais, tačiau stipriais elektriniais laukais, vyksta ląstelės plazmines membranos elektropermeabilizacija (elektroporacija), dėl to laikinai pakinta jos pralaidumas įvairiems cheminiams junginiams. Reiškinys vadinamas elektroporacija, arba elektropermeabilizacija. Dėl fizikinės prigimties ir paprastumo elektroporacija pradėta plačiai taikyti ląstelės biologijoje, biotechnologijoje ir medicinoje. Darbe pateikiama pagrindinių elektroporacijos in vitro pritaikymų – elektrosterilizacijos (electrosterilization), ląsteliu apkrovimas bioaktyviosiomis medžiagomis (electroloading), elektrosuliejimo (electrofusion), elektroįvedimo (electroinsertion) – apžvalga. Neseniai elektroporacija buvo pritaikyta priešvėžinių vaistų (pvz., bleomicino) in vivo leidimui į navikines ląsteles. Naujas vėžio gydymo būdas – elektrochemoterapija – leidžia pasiekti stiprų gydymo atsaką net ir naudojant daug mažesnes bleomicino dozes. Visiškai neseniai elektroporacija in vivo buvo pritaikyta efektyviai genus suleidusį įvairius audinius (raumenis, kepenis, odą, navikus, pelių sėklides, blužnį, kraujagysles, nervinį audinį). Manoma, kad naujas genų suleidimo į audinius būdas gali būti taikomas genų terapijoje. Straipsnyje apžvelgiami naujausi in vivo elektroporacijos pasiekimai į audinius leidžiant vaistus ir genusIt is known that short and sufficiently strong electric field pulses may temporary increase permeability of the cell membranes providing facilitated access of exogenous molecules into the cells and tissues. The phenomenon is known as electroporation or electropermeabilization. Because of its physical nature and easiness to use, electroporation has gained wide application in cell biology, biotechnology, human and veterinary medicine. In the first part of this review the main in vitro applications of electroporation: electrosterilization, electroloading, electrofusion, electroinsertion are presented. Recently electroporation was applied to the tumor tissues to introduce nonpermeant cytotoxic drugs (like bleomycin) into tumor cells in vivo. Such electrochemotherapy allows one to obtain very high responses of the tumor treatment with highly reduced bleomycin doses. The most recent application of in vivo electroporation is delivery of genes to various tissues. The method has been shown to be effective to electrotransfer plasmid DNA to muscles, liver, skin, tumors, mouse testis, arteries and nervous tissues. It is believed that such method of DNA electrotransfer to tissues can be applied in the gene therapy to treat various acquired and congenital diseases. Thus, in the second part of this review, current status of the electroporation for drug and gene delivery into tissues is discussedVytauto Didžiojo universiteta