Влияние структуры амфифильных производных полиэтиленимина и полиаспартамидов на их цитотоксические, ДНК-связывающие и трансфекционные свойства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.04, кандидат наук Салахиева, Диана Витальевна

• Салахиева, Диана Витальевна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Салахиева, Диана Витальевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Природные и синтетические полимеры как объекты и инструменты в биологических исследованиях

1.1.1 Применение амфифильных полимеров в качестве эффекторов биологических компонентов

1.1.2 Создание аналогов биомакромолекул и тканей на основе полимеров

1.2 Полимерные системы доставки препаратов нуклеиновых кислот

1.2.1 Характеристика геннотерапевтических препаратов

1.2.2 Характеристика полимерных переносчиков

1.2.2.1 Природные и полусинтетические поликатионы

1.2.2.2 Синтетические поликатионы

1.2.2.3 Полимеры на основе аминокислот 40 1.2.2.3.1 Полиаспарагиновая кислота и ее производные

1.3 Механизмы транспорта макромолекул в клетки млекопитающих

1.4 Биосовместимые свойства синтетических полимеров in vitro и in vivo

1.5 Заключение по обзору литературы 67 ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1 Получение и физико-химическая характеристика полимеров 69 2.1.1 Синтез модифицированных ПЭИ 69 2.1.2. Синтез катионных производных ПАСП 69 2.1.3 Физико-химическая характеристика полимеров

2.2 Исследование взаимодействия поликатионов с плазмидной ДНК

2.2.1 Выделение и характеристика плазмидной ДНК

2.2.2 Электрофоретический анализ комплексов плазмидной ДНК

2.2.3 Оценка устойчивости плазмидной ДНК в составе полиплексов к действию ДНКазы I

2.2.4 Анализ комплексов методом динамического рассеяния света

2.3 In vitro исследование поликатионов

2.3.1 Выделение и культивирование клеток человека

2.3.2 Изучение цитотоксических эффектов поликатионов

2.3.3 Оценка мембраноповреждающего действия поликатионов

2.3.4 Трансфекция клеток НЕК293 с использованием поликатионов

2.3.5 Анализ эффективности трансфекции клеток

2.4 In vivo исследование поликатионов

2.4.1 In vivo исследование трансфекционной активности DMAP100

2.4.2 Гистологический анализ обработанных тканей

2.5 Математическая обработка данных 78 ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Структура и свойства модифицированных ПЭИ

3.1.1 Структура ПЭИ с разной степенью оксипропилирования

3.1.2 Гемолитическая и цитотоксическая активность модифицированных ПЭИ

3.1.3 Взаимодействие модифицированных ПЭИ с плазмидной ДНК

3.1.4 Трансфекционная активность модифицированных ПЭИ

3.2 Структура и свойства катионных производных ПАСП

3.2.1 Характеристика производных ПАСП с различными заместителями

3.2.2 Влияние структуры катионных ПАА на цитотоксическую и гемолитическую активность

3.2.3 Связывание и конденсация плазмидной ДНК катионными ПАА

3.2.4 Проверка устойчивости плазмидной ДНК в составе полиплексов к действию ДНКазы I

3.2.5 Трансфекционная активность катионных ПАА

3.3 Получение и исследование биодоступности катионного ПАА с оптимизированной структурой

3.3.1 Характеристика ПАА на основе производного

диаминопропана

3.3.2 Трансфекционная активность DMAP100 и роль агрегационной устойчивости полиплексов

3.3.3 Эффекты DМAP100 и его комплексов с pC4W-GL3 при подкожной инъекции мышам

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

БЛАГОДАРНОСТИ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние структуры амфифильных производных полиэтиленимина и полиаспартамидов на их цитотоксические, ДНК-связывающие и трансфекционные свойства»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы

Важными объектами исследования в биологии и медицине являются аналоги биополимеров, получаемые с использованием методов биоорганической химии из заданных природных и/или химических мономеров (Germershaus et al., 2015; Asghari et al., 2017; Sithole et al., 2017; Kopf et al., 2018). Первичная и пространственная структура подобных полимеров определяет их разнообразные физико-химические и биологические свойства, которые представляют интерес в фундаментальных и прикладных областях биохимии и клеточной биологии.

В частности, синтетические пептиды, нуклеиновые кислоты (НК) и их аналоги находят широкое применение в качестве моделей биомакромолекул (Shiba, 2010), биораспознающих (Hughes, Ellington, 2017) и биоактивных компонентов (Vlieghe et al., 2010). Синтетические амфифильные полимеры обладают способностью модулировать стабильность и проницаемость клеточных мембран, а также структуру и активность мембранных белков (Batrakova, Kabanov, 2008; Bondar et al., 2014). Мембраномодулирующие свойства полимеров востребованы, например, в технологиях гибридизации (Skelley et al., 2009) и генетической модификации (Chen et al., 2002) клеток-продуцентов, для защиты клеток при действии повреждающих факторов и криоконсервации (Maskarinec et al., 2006; Dogan et al., 2013), улучшения стабильности и каталитических свойств ферментов (Fernandez-Lafuente 2009; Scheibel, Gitsov, 2018), повышения эффективности иммунизации животных (Kang et al., 2007), выделения мембранных белков и белково-липидных комплексов (Ding et al., 2015).

Весьма важной областью применения синтетических полимеров является доставка биологически активных веществ (БАВ) в клетки и ткани организма. Имеется множество свидетельств о том, что комплексообразование или конъюгация с полимерами позволяет существенно повысить стабильность БАВ в физиологических средах и улучшить их транспорт в целевые клетки за счет различных специфических и неспецифических механизмов (Doherty, McMahon, 2009). Важным классом

переносчиков БАВ являются положительно заряженные полимеры, способные электростатически взаимодействовать с анионными биокомпонентами, включая биомакромолекулы и мембранные структуры, и изменять их структуру и свойства (Sun, Zhang, 2010; Tabujew, Peneva, 2015).

Заметный прогресс достигнут в применении катионных полимеров для доставки геннотерапевтических препаратов, таких как плазмидная ДНК (пДНК) и малая интерферирующая РНК, которые при проникновении в клетку вызывают, соответственно, биосинтез терапевтических белков (Suma et al., 2012) и инактивацию генов-мишеней (Pillai et al., 2007; Никитенко, Прасолов, 2013). Повышенная безопасность подобных биопрепаратов по сравнению с вирусами облегчает возможность их применения в медицине, которое, однако, сдерживается вследствие низкой биодоступности и быстрой деградации молекул НК (Licciardi et al., 2006). Катионные полимеры существенно повышают активность генных препаратов благодаря способности конденсировать НК и облегчать их транспорт через плазматическую и лизосомальную мембраны (Pannier, Shea, 2004; Kim et al., 2016), однако, выраженное мембраноповреждающее действие поликатионов обусловливает их высокую (цито)токсичность (Choi et al., 2010). Поэтому разработка малотоксичных и при этом эффективных средств доставки НК на основе поликатионов остается сложной задачей, требующей "тонкой" оптимизации структуры полимеров.

Важным модельным поликатионом, используемым в качестве биоадгезивного (Park et al., 2013) и трансфекционного (Dai et al., 2011) агентов, являются полиэтиленимины (ПЭИ). Как и природные полиамины, ПЭИ представляют собой алифатические полиамины, содержащие, преимущественно, вторичные и первичные аминогруппы. Среди предложенных подходов к улучшению биологических свойств ПЭИ (Petersen et al., 2002; Xu et al., 2009b) наиболее известно пегилирование, т.е. присоединение молекул полиэтиленгликоля (ПЭГ), ингибирующих неспецифические взаимодействия с биокомпонентами (Kolate et al., 2014). В рамках развития этого подхода нами исследована возможность регуляции биохимических взаимодействий ПЭИ посредством его оксипропилирования,

т.е. модификации атомов азота моно- и олигопропиленгликолевыми группами, гомологичными ПЭГ, но обладающими более выраженной амфифильной и мембраномодулирующей природой (Shevchenko et al., 2016).

В качестве альтернативного переносчика генных препаратов нами также исследованы производные полиаспарагиновой кислоты (ПАСП) -гомопептида, образованного остатками L-a-аспарагиновой кислоты и ее изомеров. Благодаря пептидной природе, относительной простоте синтеза и модификации различными (био)химическими группами ПАСП является перспективной основой для создания биосовместимых полимеров, средств доставки БАВ, а также биологически активных конъюгатов (Itaka et al., 2010; Gu et al., 2013; Lee et al., 2015; Krisch et al., 2016). Сравнительное исследование взаимодействия амфифильных производных ПЭИ и ПАСП с биомакромолекулами и клетками млекопитающих является актуальной проблемой, нацеленной на выяснение влияния структуры полимеров на их токсические и транспортные свойства.

Цель работы: установление взаимосвязей "структура-биоактивность" для новых амфифильных производных катионных полимеров и создание на их основе биосовместимых переносчиков биомакромолекул.

Решаемые задачи:

1. Получить и охарактеризовать структуру оксипропилированных производных ПЭИ с разной степенью модификации и производных ПАСП, модифицированных катионными и амфифильными боковыми группами.

2. Провести сравнительное исследование мембраноповреждающей и цитотоксической активности производных ПЭИ и ПАСП с различной структурой в отношении клеток млекопитающих.

3. Охарактеризовать комплексообразование производных ПЭИ и ПАСП с различной структурой с плазмидной ДНК, а также свойства образующихся комплексов.

4. Исследовать коллоидную устойчивость комплексов катионный полимер/плазмидная ДНК при варьировании условий их получения и в присутствии компонентов сыворотки крови.

5. Исследовать трансфекционную активность комплексов катионный полимер/плазмидная ДНК в различных условиях in vitro.

6. Оценить влияние оптимизированного катионного полимера на экспрессию плазмидной ДНК и морфологические характеристики тканей при подкожной инъекции мышам.

Научная новизна работы. На примере ПЭИ предложен эффективный способ регуляции токсических эффектов поликатионов посредством контролируемой модификации катионных центров пропиленоксидом (ПО). Установлены взаимосвязи между степенью оксипропилирования ПЭИ и его гемолитической, цитотоксической/проапоптотической и ДНК-связывающей активностями. Впервые показано, что введение в остов ПЭИ монопропиленгликолевых групп позволяет значительно понизить побочные эффекты поликатиона пропорционально степени модификации при сохранении его способности связывать, конденсировать и транспортировать пДНК (Shevchenko et al., 2016).

Получены и охарактеризованы новые катионные амидные производные ПАСП (полиаспартамиды, ПАА), модифицированные различными аминоалкильными, алкильными/гидроксиалкильными заместителями. Исследована зависимость мембраноповреждающих, цитотоксических и ДНК-связывающих свойств катионных ПАА от их структуры и содержания боковых групп. Выявлены модулирующий эффект алкильного и ингибирующий эффект гидроксиалкильного компонентов на цитотоксическую и ДНК-связывающую активность катионных ПАА на основе диаминов с пропиленовым линкером, а также отсутствие этих активностей у ПАА на основе диаминов с этиленовым линкером.

Показано, что двузамещенные ПАА, содержащие катионные и алкильные группы, имеют повышенную ДНК-конденсирующую способность вследствие усиленных гидрофобных взаимодействий за счет дополнительных алкильных боковых групп (Salakhieva et al., 2017). В качестве эффективного модификатора ПАСП предложен 2,2-диметил-1,3-диаминопропан (DMAP), сочетающий в себе катионные и гидрофобные свойства.

Установлена роль концентрации интерполимерных комплексов (полиплексов) ПАА/пДНК, их взаимодействия с сывороточными белками и избытком катионного ПАА в коллоидной стабильности и клеточной доступности полиплексов. В экспериментах по трансфекции in vitro показано, что разработанные ПАА обеспечивают эффективную доставку пДНК в модельные клетки HEK293 в бессывороточной культуральной среде в присутствии лизосомотропного агента хлорохина. Обнаружено, что предварительное разбавление полиплексов и внесение их в среду с эмбриональной телячьей сывороткой (ЭТС) без хлорохина существенно повышает эффективность трансфекции до 40.6% клеток для DMAP100, что соизмеримо с действием трансфекционного агента TurboFect (81.5% клеток). При этом полиплексы на основе ПАА, в отличие от TurboFect, не ингибируют жизнеспособность клеток млекопитающих при продолжительном культивировании (>72 ч).

Показано, что оптимизированный катионный ПАА на основе DM^^ и его комплексы с пДНК характеризуются низким цитотоксическим профилем и не вызывают местной воспалительной реакции при подкожной инъекции мышам, что свидетельствует о потенциальной биосовместимости разработанного полимера и его препарата с пДНК.

Теоретическая и практическая значимость работы. Основанный на оксипропилировании способ модификации представляет интерес для направленного изменения физико-химических и связанных с ними (био)химических свойств синтетических и природных полимеров, используемых в медицинских и биотехнологических приложениях. В отличие от пегилирования в предложенном способе амфифильный пропиленоксидный модификатор распределён между катионными центрами макромолекулы, что позволяет эффективно изменять её взаимодействия с анионными и амфифильными биокомпонентами.

Результаты изучения эффектов оксипропилированных ПЭИ с разной степенью модификации in vitro служат основой для создания биоадгезивных материалов и переносчиков БАВ, обладающих повышенной совместимостью с клетками млекопитающих.

Разработанные амфифильные катионизированные полипептиды на основе ПАСП представляют интерес в качестве биосовместимых и биодеградируемых средств доставки терапевтических макромолекул. Полученные данные о влиянии боковых групп ПАА на характер их взаимодействия с пДНК и клетками млекопитающих, а также о трансфекционной активности и коллоидной устойчивости получаемых полиплексов могут быть использованы для разработки высокоэффективных переносчиков БАВ и способов их применения in vitro и in vivo. Результаты проведенного исследования вносят вклад в создание синтетических полипептидов с регулируемыми структурой и характеристиками, востребованных в разных областях современной науки.

Методология и методы исследования. Экспериментальные исследования проводили с применением современных и релевантных методов биоорганической химии, физико-химических методов анализа, методов биохимии и клеточной биологии (в т.ч. синтез/модификация полимеров аспарагиновой кислоты, ИК-Фурье-спектроскопия, ВЭЖХ, динамическое рассеяние света, манипуляции с плазмидной ДНК, электрофоретический анализ, культивирование клеток млекопитающих, тесты на жизнеспособность, проточная цитофлуориметрия, светлопольная и флуоресцентная микроскопия и др.). Данные представляли в виде среднего значения ± стандартного отклонения; статистическую обработку проводили с помощью t-критерия Стьюдента.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Предложен новый способ регуляции биохимических взаимодействий и цитотоксических свойств катионных полимеров посредством их контролируемой модификации пропиленоксидом.

2. Установлены взаимосвязи структуры одно- и двузамещенных полиаспартамидов, модифицированных катионными и амфифильными группами, с их цитотоксической, ДНК-связывающей и трансфекционной активностями.

3. Применение в качестве катионного модификатора 2,2-диметил-1,3-диаминопропана позволяет улучшить ДНК-конденсирующие и

биосовместимые свойства полиаспартамидов и упростить способ их получения.

4. Показана роль взаимодействия комплексов

полиаспартамид/плазмидная ДНК с белками сыворотки и избытком полиаспартамида в коллоидной стабильности комплексов in vitro.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на международном семинаре "ENSOR Workshop: Nanocarbon materials, biomaterials and composites", посвященном завершению проекта по 7й рамочной программе Европейского союза (Брайтон, Великобритания, 2015); 1-ой международной школе-конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Биомедицина, материалы и технологии XXI века» (Казань, 2015); международной научной конференции «Трансляционная медицина, настоящее и будущее» (Казань, 2016); III Национальном Конгрессе по Регенеративной Медицине (Москва, 2017).

Место выполнения работы и личный вклад соискателя. Работа выполнена лично автором в НИЛ «Биоактивные полимеры и пептиды» и на кафедре биохимии и биотехнологии Института фундаментальной медицины и биологии Казанского (Приволжского) федерального университета. Автором диссертации при участии научного руководителя определены основные направления исследования, сформулирована цель, поставлены задачи диссертационной работы. Диссертантом лично осуществлен поиск и обобщение литературы по теме диссертации, выполнены экспериментальные исследования, проведены анализ и интерпретация полученных результатов, сформулированы выводы. Диссертантом принято активное участие в подготовке и оформлении научных публикаций.

Связь работы с научными программами. Работа выполнена в рамках Программы повышения конкурентоспособности Казанского федерального университета среди ведущих мировых научно-исследовательских центров, международного гранта Евросоюза FP7-PE0PLE-2010-IRSES-269267, проектов РФФИ №15-33-20914 и №18-34-00766.

Публикация результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, из них 5 статей в рецензируемых научных

журналах, входящих в список ВАК Российской Федерации и в международные базы цитирования Scopus и Web of Science.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 158 страницах и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов и их обсуждения и заключения с 22 рисунками и 7 таблицами, и списка цитированной литературы. Библиография включает 251 наименование.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Природные и синтетические полимеры как объекты и инструменты в биологических исследованиях

Полимерные макромолекулы, состоящие из природных и/или химических мономеров, являются важными объектами исследования в биологии и медицине. Подобные макромолекулы имеют различную первичную и пространственную структуру и связанные с ними разнообразные физико-химические и биологические свойства, представляющие интерес в фундаментальных и прикладных областях. Основные подходы к созданию полимерных макромолекул включают воспроизведение структуры биополимеров и их фрагментов методами биоорганической химии (Hughes, Ellington, 2017), модификацию природных компонентов (Germershaus et al., 2015; Sithole et al., 2017), а также разработку и применение искусственных полимеров, не встречающихся в живой природе (Asghari et al., 2017; Kopf et al., 2018).

Создаваемые полимеры могут обладать высокой специфической активностью в случае если они обладают определенной первичной последовательностью, как правило, повторяющей структуру биомакромолекулы (н-р, известного белка, гена), и обеспечивающей избирательное взаимодействие с молекулярными и клеточными мишенями. Искусственные полимеры, не имеющие строго упорядоченной структурной организации, например - сополимеры, также могут проявлять различные биологические эффекты, обусловленные их химическим составом и/или их физико-химическими свойствами. Далее рассмотрены примеры биоактивных полимеров и области их биомедицинского применения.

1.1.1 Применение амфифильных полимеров в качестве эффекторов биологических компонентов

Важным классом биоактивных полимеров являются амфифильные полимеры, состоящие из гидрофильных и гидрофобных мономерных единиц. Подобные полимеры, аналогично амфифильным полипептидам, таким как глобулярные белки, в водных растворах претерпевают внутри- и

межмолекулярные взаимодействия. В определенных условиях амфифильные полимеры агрегируют спонтанно с образованием наноразмерных мицелл и надмицеллярных ассоциатов, в состав которых можно инкапсулировать нерастворимые в воде лекарственные субстанции и белки. Благодаря этому свойству, эти полимеры является эффективными носителями биологически активных веществ (БАВ), осуществляющими функцию растворения, стабилизации, тканевой и клеточной доставки (Серебренникова с соавт., 2011; Lee et al., 2015).

Показано, что амфифильные полимеры не только выполняют функцию системы доставки БАВ, но могут оказывать достаточно специфичное влияние на клетки млекопитающих и вызывать определенные биологические ответы. Биологические эффекты амфифильных полимеров, во многом связаны с их мембранотропными свойствами и способностью изменять структуру и активность различных мембранных структур клетки. Известно, что до 50% процентов всех белков клетки имеет мембранную локализацию, и зачастую их активность модулируется амфифильным микроокружением, в качестве которого могут выступать и амфифильные полимеры (Bondar et al., 2013; Marie et al., 2014).

Одними из наиболее исследованных амфифильных систем являются полимеры, получаемые в результате полимеризации этиленоксида (ЭО), пропиленоксида (ПО) и их сочетаний. Интерес к этим полимерам обусловлен их малой токсичностью, относительно простотой получения, разнообразием структурных и физико-химических свойств (и, как следствие, биологических свойств), а также широкой доступностью. Подобные полимеры, как правило, состоят из относительно гидрофильного полиэтиленоксидного (полиэтиленгликолевого) и относительно гидрофобного

полипропиленоксидного (полипропиленгликолевого) блоков различной длины. Благодаря неионной природе и мягким амфифильным свойствам подобные полимеры способны оказывать обратимое воздействие на амфифильные клеточные компоненты (Alexandris, Lindman, 2000).

Коммерческие трехблочные полимеры на основе ЭО и ПО известны как плуроники или полоксамеры с общей формулой (ЭО)х—(ПО)у—(ЭО)у,

где х и у, соответственно, число единиц ЭО и ПО. Показано, что плуроники в зависимости от своих структурных характеристик способны адсорбироваться на поверхности плазматической мембраны, а также встраиваться в нее с последующей транслокацией внутрь клетки. При этом плуроники вызывают различные функциональные изменения в клетках, а именно: модулируют текучесть и проницаемость плазматической мембраны клеток, ингибируют активность обратных мембранных транспортеров (Р-гликопротеина и MPR-транспортеров) в опухолевых клетках (Wei et al., 2013), активируют проапоптотические факторы, нарушают биосинтез АТФ с последующим ингибированием АТФ-зависимых ферментов (Alakhova et al., 2010), а также модулируют экспрессию генов in vitro и in vivo (Batrakova, Kabanov, 2008).

Выявленная активность плуроников представляет значительный интерес для усиления переноса лекарственных средств через биологические барьеры, а также внутрь резистентных клеток, сверхэкспрессирующих обратные транспортеры (Batrakova, Kabanov, 2008). В частности, показано, что плуроник Р85 ингибирует выход из клеток лекарственных средств, опосредованный обратным транспортером Р-гликопротеином, и увеличивает проницаемость гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) к широкому спектру препаратов. Изучение данного эффекта проводили in vitro на эндотелиальных клетках капилляров головного мозга (BBMEC) в качестве модели ГЭБ. Установлено, что плуроник Р85 уменьшает микровязкость клеточных мембран, а также накапливается в митохондриях и ингибирует митохондриальную активность клеток, что приводит к истощению внутриклеточного уровня АТФ и снижению АТФазной активности Р-гликопротеина (Batrakova et al., 2001).

Наряду с плурониками, активно разрабатываются родственные полимерные системы в качестве клеточных модуляторов и систем доставки БАВ. В работе Bondar et al. исследованы трифункциональные блок-сополимеры ЭО и ПО на основе глицерина (TBC), а также их конъюгаты с янтарной кислотой (TBC-SA) в сравнении с плуроником L61. Плуроник L61 имеет пониженный гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ) и способствует проникновению низкомолекулярных препаратов в опухолевые клетки с

множественной лекарственной устойчивостью за счет ингибирования обратных транспортеров, что делает их более чувствительными к химиотерапии. Однако, высокое цитотоксическое и проапоптотическое действие плуроника L61 ограничивает его применение в составе противоопухолевых композиций (Bondar et al., 2013). В форме унимеров (отдельных молекул) блок-сополимер ТВС оказывал множественные эффекты на мембрану клеток человека, а именно, повышал текучесть мембраны, улучшал её проницаемость для ионов и ингибировал АТФазную активность Р-гликопротеина посредством обратимой дестабилизации мембраны. Подобная активность полимеров увеличивалась в ряду плуроник L61 < TBC < TBC-SA, что коррелировало со способностью TBC стимулировать накопление субстратов Р-гликопротеина в клетках линии рака легкого (А549). Кроме того, TBC и особенно его конъюгат TBC-SA проявляли в значительной степени меньшую гемолитическую, цитотоксическую и проапоптотическую активности по сравнению с плуроником L61. Выявленные свойства свидетельствует о том, что предложенные полимеры являются перспективными средствами доставки лекарств в опухолевые клетки с множественной лекарственной устойчивостью (Bondar et al., 2014).

Кроме того, амфифильные блок-сополимеры ЭО и ПО применяют для создания трансфекционных агентов в комбинации с поликатионами. Так, трифункциональный блок-сополимер также исследован в качестве переносчика терапевтических генов на примере препарата Неоваскулген на основе пДНК, кодирующей ген сосудистого фактора роста VEGF165 в сравнении с плуроником L61. Показано, что TBC с различными ММ и физико-химическими характеристиками проявляют более высокую мембранотропную и мембраномодулирующую активность по сравнению с плуроником L61. Блок-сополимер, содержащий 83.5 единиц ПО и 24.2 единицы ЭО, проявлял относительно низкую цитотоксичность и более высокую трансфекционную активность при доставке комплексов пДНК с ПЭИ в фибробласты человека (HSF). Данный эффект объясняется увеличением текучести плазматической мембраны фибробластов в

присутствии блок-сополимера и, как следствие, облегчением внутриклеточного поглощения макромолекулярных комплексов (Bondar et al., 2015).

Наряду с повышением проницаемости тканевых и мембранных барьеров для БАВ, полимеры на основе ЭО и ПО могут выступать стабилизаторами клеточных мембран, оказывающими протекторное действие при различных негативных воздействиях. Подобными эффектами, как правило, обладают более гидрофильные полимеры с преобладанием полиэтиленоксидного компонента, имеющие высокие значения ГЛБ.

Borgens с соавторами показали, что введение низкомолекулярного ПЭГ морским свинкам с острой травмой спинного мозга способствует значительному восстановлению нервной проводимости и ингибированию вторичной травмы. Предложено несколько механизмов, объясняющих нейропротекторный эффект ПЭГ, в их числе, прямая стабилизация плазматической мембраны поврежденных клеток, ингибирование захвата кальция и окислительного стресса, защита митохондриальной мембраны и ингибирование апоптоза (Borgens, Bohnert, 2001). Также было показано, что плуроник F68 (полоксамер 188) и сополимер ПЭГ и поли(молочной) кислоты (ПМК), содержащие гидрофобные фрагменты, проявляют нейропротекторные свойства при травме спинного мозга при меньших концентрациях по сравнению ПЭГ (Shi et al., 2010).

Наряду с функцией клеточного и тканевого протектора (Kamalov et al., 2016), а также гибридизационного агента (Zhang et al., 2012a) ПЭГ является эффективным модификатором терапевтических биомакромолекул (белков и нуклеиновых кислот (НК)) с целью ингибирования неспецифических биохимических взаимодействий in vitro и in vivo. Конъюгаты ПЭГ с терапевтическими биомакромолекулами имеют ряд преимуществ: пролонгированное время действия в организме, снижение деградации гидролитическими ферментами, уменьшение или устранение иммуногенности белков и т.д. Благодаря неимунногенности, амфифильности, отсутствию токсичности и антигенности применение ПЭГ одобрено Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и

медикаментов США (FDA) в качестве модифицирующего полимера. На рынке имеется несколько одобренных FDA пегилированных продуктов, включая ферменты (бычья аденозиндезаминаза, L-аспарагиназа, уратоксидаза), цитокины (интерфероны-а2а и -a2b), гранулоцитарные колониестимулирующие факторы, гормоны (эпоэтин-0), антитела и их фрагменты и другие органические молекулы (Kolate et al., 2014).

Модификация ПЭГ и другими гидрофильными полимерами является эффективным способом понижения цитотоксичности положительно заряженных полимеров (поликатионов). Предложены различные подходы к модификации ПЭИ молекулами ПЭГ, позволяющие модулировать мембраноповреждающее действие, цитотоксичность поликатиона, а также размер и стабильность полиплексов (комплекс НК с катионным полимером) (Petersen et al., 2002; Mishra et al., 2004). Наряду с ПЭГ описаны другие гидрофильные биосовместимые модификаторы для улучшения свойств поликатионов - полиманнит (Park et al., 2012), поллунан (Rekha, Sharma, 2011), олигосахариды (Nichifor et al., 2010), белки (Kopecek et al., 2012).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Салахиева, Диана Витальевна, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Билибин, А.Ю. Деструкция полимеров, ее роль в природе и современных медицинских технологиях / А.Ю. Билибин, И.М. Зорин // Успехи химии. - 2006. - Т.75. - С.151-165.

2. Брызгунова, О.Е. Уровень нуклеазной активности и концентрация внеклеточных дезоксирибонуклеиновых кислот в крови и моче при заболеваниях предстательной железы / Брызгунова О.Е., Тамкович С.Н., Черепанова А.В., Ярмощук С.В., Пермякова В.И., Отпущенников А.А., Чернышов В.В., Власов В.В., Лактионов П.П. // Сибирский онколог. журн. -2008. - Приложение №1. - С.19-20.

3. Кондашевская, М.В. Тучные клетки и гепарин - ключевые звенья в адаптивных и патологических процессах / М.В. Кондашевская // Вестник РАМН. - 2010. - № 6. - С.49-54.

4. Дмитриева, М.В. Наноструктурированные системы доставки противоопухолевых препаратов / М.В. Дмитриева, Н.А. Оборотова, Е.В. Санарова, Н.Д. Бунятян // Росс. Биотерапев. Ж. - 2012. - Т. 4. - С.21-27.

5. Жданов, Р.И. Невирусные методы переноса генов в генной терапии / Р.И. Жданов, Н.Г. Куценко, В.И. Федченко // Вопросы медицинской химии. -Т. 43. - 1997. - С.3-11.

6. Кедик, С.А. Полимеры для систем доставки лекарственных веществ пролонгированного действия (обзор). Перспективные синтетические и природные полимеры / С.А. Кедик, Е.С. Жаворонок, И.П. Седишев, А.В. Панов, В.В. Суслов, Е.А. Петрова, М.Д. Сапельников, Д.О. Шаталов, Д.В. Ерёмин // Разработка и регистрация лекарственных средств. - 2013. - Т.3. -С.22-35.

7. Кольман, Я. Наглядная биохимия / Я. Кольман, К.Г. Рем // М.: Мир. -2000. - С.460.

8. Никитенко Н.А., Прасолов В.С. Невирусные методы доставки и терапевтическое применение малых интерферирующих РНК / Никитенко Н.А., Прасолов В.С. // Acta Naturae. - 2013. - Т.5. - С.36-56.

9. Саркисов, Д.С. Микроскопическая техника: руководство для врачей и лаборантов / ред. Д.С. Саркисов, Ю.Л. Перов; РАМН. - М.: Медицина, 1996. -544 с.

10. Серебренникова Г.А. Модульные транспортные системы на основе катионных и нейтральных амфифилов для генной терапии / Серебренникова Г.А., Маслов М.А., Морозова Н.Г. // Вестник МИТХТ. - 2011. - Т.6, № 5. -

C.72-86.

11. Хенч, Л. Биоматериалы, искусственные органы и инжиниринг тканей / Л. Хенч, Д. Джонс // Москва: Техносфера, 2007. - С.111-123.

12. Aied, A. Polymer gene delivery: overcoming the obstacles / A. Aied, U. Greiser, A. Pandit, W. Wang // Drug Discov. Today. - 2013. - V.18. - P.1091-1098.

13. Aguiar, J. On the determination of the critical micelle concentration by the pyrene 1:3 ratio method / J. Aguiar, P. Carpena, J.A. Molina-Bolivar, C. Carnero Ruiz // J. Coll. Interface Sci. - 2003. - V.258. - P.116-122.

14. Akagi, T. Biodegradable nanoparticles as vaccine adjuvants and delivery systems: regulation of immune responses by nanoparticle-based vaccine / T. Akagi, M. Baba, M. Akashi // Adv. Polym. Sci. - 2012. - V.247. - P.31-64.

15. Akinc, A. Synthesis of poly(beta-amino ester)s optimized for highly effective gene delivery / A. Akinc, D.G. Anderson, D.M. Lynn, R. Langer // Bioconj. Chem. - 2003. - V.14. - P.979-988.

16. Akinc, A. Exploring polyethylenimine-mediated DNA transfection and the proton sponge hypothesis / A. Akinc, M. Thomas, A.M. Klibanov, R. Langer // J. Gene. Med. - 2005. - V.7. - P.657-663.

17. Alakhova, D.Y. Differential metabolic responses to pluronic in MDR and non-MDR cells: a novel pathway for chemosensitization of drug resistant cancers /

D.Y. Alakhova, N.Y. Rapoport, E.V. Batrakova, A.A. Timoshin, S. Li, D. Nicholls, V.Y. Alakhov, A.V. Kabanov // J. Control. Release. - 2010. - V.42. -P.89-100.

18. Alexandris P., Lindman, 2000. Amphiphilic molecules: small and large, In: P. Alexandris, B. Lindman (Eds.), Amphiphilic block copolymers: self-assembly and applications, pp.1-12. Elsevier, Amsterdam.

19. Anselmo, A.C. An overview of clinical and commercial impact of drug delivery systems / A.C. Anselmo, S. Mitragotri // J. Control. Release. - 2014. -V.190. - P.15-28.

20. Anson, D.S. The use of retroviral vectors for gene therapy-what are the risks? A review of retroviral pathogenesis and its relevance to retroviral vector-mediated gene delivery / D.S. Anson // Genet Vaccines Therapy. - 2004. - V.2. -P.1-13.

21. Arote, R.B. Degradable poly(amido amine)s as gene delivery carriers / R.B. Arote, H.-L. Jiang, Y.-K. Kim, M.-H. Cho,Y.-J. Choi, C.-S. Cho // Expert Opin. Drug Deliv. - 2011. - V.8. - P.1237-1246.

22. Asghari, F. Biodegradable and biocompatible polymers for tissue engineering application: a review / F. Asghari, M. Samiei, K. Adibkia, A. Akbarzadeh, S. Davaran //Artif. Cells Nanomed. Biotechnol. - 2017. - V. 45. - P. 185-192.

23. Azzam, T. Hydrophobized dextran-spermine conjugate as potential vector for in vitro gene transfection / T. Azzam, H. Eliyahu, A. Makovitzki, M. Linial, A. J. Domb // J. Control. Release. - 2004. - V.96. - P.309-323.

24. Bank, U. Measurement of cellular activity with the MTT test. Optimization of the method / U. Bank, D. Reinhold, S. Ansorge // Allergie und Immunol. -1991. - V.37. - P.119-123.

25. Bancroft, J.D., Gamble M., 2008. Theory and practice of histological techniques, In: 6th (Eds.), pp. 725. Churchill Livingstone, Edinburgh.

26. Batrakova, E.V. Mechanism of pluronic effect on P-glycoprotein efflux system in blood-brain barrier: contributions of energy depletion and membrane fluidization / E.V. Batrakova, S. Li, S.V. Vinogradov et al. // J. Pharmacol. Exp. Ther. - 2001. - V.299. - P.483-93.

27. Batrakova, E.V. Pluronic block copolymers: evolution of drug delivery concept from inert nanocarriers to biological response modifiers / E.V. Batrakova, A.V. Kabanov // J. Control. Release. - 2008. - V.130. - P.98-106.

28. Ben-Dov, N. Proton-induced endocytosis is dependent on cell membrane fluidity, lipid-phase order and the membrane resting potential / N. Ben-Dov, R. Korenstein // Biochim. Biophys. Acta. - 2013. - V.1828. - P.2672-2681.

29. Benjaminsen, R.V. The possible proton sponge effect of polyethylenimine (PEI) does not include change in lysosomal pH / R.V. Benjaminsen, M.A. Mattebjerg, J.R. Henriksen, S.M. Moghimi, T.L. Andresen // Mol. Ther. - 2012. - V.21. - P.149-157.

30. Benns, J.M. pH-Sensitive cationic polymer gene delivery vehicle: N-Ac-poly(L-histidine)-graft-poly(L-lysine) comb shaped polymer / J.M. Benns, J.-S. Choi, R.I. Mahato, J.-S. Park, S.W. Kim // Bioconjugate Chem. - 2000. - V.11. -P.637-645.

31. Bhattarai, N. Chitosan-based hydrogels for controlled, localized drug delivery / N. Bhattarai, J. Gunn, M. Zhang // Adv. Drug Deliver. Rev. - 2010. - V. 62. - P.83-99.

32. Blagbrough, I.S., Adjimatera, N., Ahmed, O.A., Neal, A.P., Pourzand, C., 2004. Spermine and lipopolyamines as gene delivery agents. In: D.J. Beadle, I.R. Mellor, P.N.R. Usherwood (Eds.), Neurotox'03: Neurotoxicological targets from Functional Genomics and Proteomics, pp.147-159. Soc. Chem. Industry, London.

33. Bondar, O.V. Conjugation of succinic acid to non-ionogenic amphiphilic polymers modulates their interaction with cell plasma membrane and reduces cytotoxic activity / O.V. Bondar, A.V. Sagitova, Y.V. Badeev, Y.G. Shtyrlin, T.I. Abdullin // Colloids Surf., B. - 2013. - V.109. - P.204-211.

34. Bondar, O.V. Lipid-like trifunctional block copolymers of ethylene oxide and propylene oxide: effective and cytocompatible modulators of intracellular drug delivery / O.V. Bondar, Y.V. Badeev, Y.G. Shtyrlin, T.I. Abdullin // Int. J. Pharm. - 2014. - V. 461. - P. 97-104.

35. Bondar. O. Intracellular delivery of VEGF165 encoding gene therapeutic using trifunctional copolymers of ethylene oxide and propylene oxide / O. Bondar,V. Shevchenko, A. Martynova, D. Salakhieva, I. Savina,Y. Shtyrlin, T. Abdullin // Eur. Polym. J. - 2015. - V.68 - P.680-686.

36. Borchard, G. Chitosans for gene delivery / G. Borchard // Adv. Drug Deliver. Rev. - 2001. - V.52. - P.145-150.

37. Borgens, R.B. Rapid recovery from spinal cord injury after subcutaneously administered polyethylene glycol / R.B. Borgens, D. Bohnert // J. Neurosci. Res. -2001. - V.66. - P.1179-1186.

38. Braun, M.M. Emergence of orphan drugs in the United States: a quantitative assessment of the first 25 years / M.M. Braun, S. Farag-El-Massah, K. Xu, T.R. Coté // Nature Reviews Drug Discovery. - 2010. - V.9. - P.519-522.

39. Chen, Q.R. Optimal transfection with the HK polymer depends on its degree of branching and the pH of endocytic vesicles / Q.R. Chen, L. Zhang, P.W. Luther, A.J. Mixson // Nucleic Acids Res. - 2002. - V.30. - P.1338-1345.

40. Chithrani, B.D. Elucidating the mechanism of cellular uptake and removal of protein-coated gold nanoparticles of different sizes and shapes / B.D. Chithrani, W.C. Chan // Nano Lett. - 2007. - V.7. - P.1542-1550.

41. Choi, Y.J. Comparative studies on the genotoxicity and cytotoxicity of polymeric gene carrier's polyethylenimine (PEI) and polyamidoamine (PAMAM) dendrimer in Jurkat T-cells / Y.J. Choi, S.J. Kang, Y.J. Kim, Y.-B. Lim, H.W. Chung // Drug Chem. Toxicol. - 2010. - V.33. - P.357-366.

42. Ciesek, S. Cyclosporine A inhibits hepatitis C virus nonstructural protein 2 through cyclophilin A / S. Ciesek, E. Steinmann, H. Wedemeyer, M.P. Manns, J. Neyts, N. Tautz // Hepatology. - 2009. - V.50. - P.1638-1645.

43. Clem, A.S. Fundamentals of vaccine immunology / A.S. Clem // J. Global Infect. Dis. - 2011. - V.3. - P.73-78.

44. Dai, Z. Elucidating the interplay between DNA-condensing and free polycations in gene transfection through a mechanistic study of linear and branched PEI / Z. Dai, T. Gjetting, M.A. Mattebjerg, C. Wu, T.L. Andresen // Biomaterials. - 2011. - V.32. - P.8626-8634.

45. Dawson, E. Biomaterials for stem cell differentiation / E. Dawson, G. Mapili, K. Erickson, S. Taqvi, K. Roy // Adv. Drug Deliv. Rev. - 2008. - V.60. -P.215-228.

46. De Ilarduya, C.T. Gene delivery by lipoplexes and polyplexes / C.T. de Ilarduya, Y. Sun, N. Düzgünes // Eur. J. Pharm. Sci. - 2010. - V.40. - P.159-170.

47. De Koker, S. Polyelectrolyte microcapsules as antigen delivery vehicles to dendritic cells: uptake, processing, and cross-presentation of encapsulated antigens / S. De Koker, B.G. De Geest, S.K. Singh, R. De Rycke, T. Naessens, Y. Van Kooyk, J. Demeester, S.C. De Smedt, J.Grooten // Angew. Chem. - 2009. - V.121. - P.8637-8641.

48. Delafosse, L. Comparative study of polyethylenimines for transient gene expression in mammalian HEK293 and CHO cells / L. Delafosse, P. Xub, Y. Durocher // J. Biotech. - 2016. - V.227. - P.103-111.

49. Dhandayuthapani, B. Polymeric scaffolds in tissue engineering application: a review / B. Dhandayuthapani, Y. Yoshida, T. Maekawa, D.S. Kumar // Inter. J. Polym. Sci. - 2011. - V.2011. - P.1-19.

50. Diaz-Moscoso, A. Insights in cellular uptake mechanisms of pDNA-polycationic amphiphilic cyclodextrin nanoparticles (CDplexes) / A. Diaz-Moscoso, D. Vercauteren, J. Rejman, J.M. Benito, M.C. Ortiz, S.C. De Smedt, J.M.G. Fernandez // J. Control. Release. - 2010. - V.143. - P.318-325.

51. Ding, Y. Solid-state NMR of the Yersinia pestis outer membrane protein Ail in lipid bilayer nanodiscs sedimented by ultracentrifugation / Y. Ding, L.M. Fujimoto, Y. Yao, F.M. Marassi // J. Biomol. NMR. - 2015. - V.61. - P.275-286.

52. Dogan, A. Effect of F68 on cryopreservation of mesenchymal stem cells derived from human tooth germ / A. Dogan, M.E. Yalva?, A. Yilmaz, A. Rizvanov, F. Sahin // Appl. Biochem. Biotechnol. - 2013. - V.171. - P.1819-1831.

53. Doherty, G.J. Mechanisms of endocytosis / G.J. Doherty, H.T. McMahon // Ann. Rev. Biochem. - 2009. - V.78. - P.857-902.

54. Doll, K.M. Polymerization of L-aspartic acid to polysuccinimide and copoly(succinimide-aspartate) in supercritical carbon dioxide / K.M. Doll, R.L. Shogrent, R.A. Holser, J.L. Willett, G. Swift // Lett. Org. Chem. - 2005. - V.2. -P.687-689.

55. Dou, X.B. Different types of degradable vectors from low-molecular-weight polycation-functionalized poly(aspartic acid) for efficient gene delivery / X.B. Dou, Y. Hu, N.N. Zhao, F.J. Xu // Biomaterials. - 2014. - V.35. - P.3015-3026.

56. Duncan, R. Dendrimer biocompatibility and toxicity B / R. Duncan, L. Izzo // Adv. Drug Deliv. Rev. - 2005. - V.57. - P.2215-2237.

57. Dunmore, B.J. The lysosomal inhibitor, chloroquine, increases cell surface BMPR-II levels and restores BMP9 signalling in endothelial cells harbouring BMPR-II mutations / B.J. Dunmore, K.M. Drake, P.D. Upton, M.R. Toshner, M.A. Aldred, N.W. Morrell // Human Mol. Genet. - 2013. - V.22. - P.3667-3679.

58. Dutta, P.K. Perspectives for chitosan based antimicrobial films in food applications / P.K. Dutta, S. Tripathi, G.K. Mehrotra, J. Dutta // Food Chem. -2009. - V.114. - P.1173-1182.

59. Eliyahu, H. Polymers for DNA delivery, Review / H. Eliyahu, Y. Barenholz, A.J. Domb // Molecules. - 2005. - V.10. - P.34-64.

60. Eshita, Y. Mechanism of introduction of exogenous genes into cultured cells using DEAE-Dextran-MMA graft copolymer as non-viral gene carrier / Y. Eshita, J. Higashihara, M. Onishi, M. Mizuno, J. Yoshida, T. Takasaki, N. Kubota, Y. Onishi // Molecules. - 2009. - V.14. - P.2669-2683.

61. Fernandez-Lafuente, R. Stabilization of multimeric enzymes: strategies to prevent subunit dissociation / R. Fernandez-Lafuente // Enzyme Microb. Technol. - 2009. - V.45. - P.405-418.

62. Fischer, D.Cationize dhuman serum albumin as non-viral vector system for gene delivery? Characterization of complex formation with plasmid DNA and transfection efficiency / D. Fischer, T. Bieber, S. Brusselbach, H. Elsasser, T. Kissel // Int. J. Pharm. - 2001. - V.225. - P.97-111.

63. Fischer, D. In vitro cytotoxicity testing of polycations: influence of polymer structure on cell viability and hemolysis / D. Fischer, Y. Li, B. Ahlemeyer, J. Krieglstein, T. Kissel // Biomaterials. - 2003. - V.24. - P.1121-1131.

64. Fox, M.E. Soluble polymer carriers for the treatment of cancer: the importance of molecular architecture / M.E. Fox, F.C. Szoka, J.M.J. Frechet // Acc. Chem. Res. - 2009. - V.42. - P.1141-1151.

65. Fu, J. Construction of anti-adhesive and antibacterial multilayer films via layer-by-layer assembly of heparin and chitosan / J. Fu, J. Ji, W. Yuan, J. Shen // Biomaterials. - 2005. - V.26. - P.6684-6692.

66. Gaymalov, Z.Z. The effect of the nonionic block copolymer pluronic P85 on gene expression in mouse muscle and antigen-presenting cells / Z.Z. Gaymalov, Z. Yang, V.M. Pisarev, V.Y. Alakhov, A.V. Kabanov // Biomaterials. - 2009. -V.30. - P.1232-1245.

67. Germershaus, O. Application of natural and semi-synthetic polymers for the delivery of sensitive drugs / O. Germershaus, T. Lühmann, J.-C. Rybak, J. Ritzer, L. Meinel // Inter. Materials Rev. - 2015. - V. 60. - P. 101-131.

68. Gillard, M. Intracellular trafficking pathways for plasmid DNA complexed with highly efficient endosome escape polymers / M. Gillard, Z. Jia, J. Hou, M. Song, P.P. Gray, T.P. Munro, M.J. Monteiro // BMC Proceedings. - 2015. - V.9. -P.69.

69. Godbey, W.T. Improved packing of poly(ethyleneimine)/DNA complexes increases transfection efficiency / K.K. Wu, G.J. Hirasaki, A.G. Mikos // Gene Ther. - 1999. - V.6. - P.1380-1388.

70. Godbey, W.T. Poly(ethyleneimine)-mediated gene delivery affects endothelial cell function and viability / W.T. Godbey, K.K. Wu, A.G. Mikos // Biomaterials. - 2001. - V.22. - P.471-480.

71. Goyal, R. Linear PEI nanoparticles: efficient pDNA/siRNA carriers in vitro and in vivo / R. Goyal, S.K. Tripathi, S. Tyagi, A. Sharma, K.R. Ram, D.K. Chowdhuri, Y. Shukla, P. Kumar, K.C. Gupta // Nanomedicine. - 2012. - V.8. -P.167-175.

72. Graham, F.L. Characteristics of a human cell line transformed by DNA from human adenovirus type 5 / F.L. Graham, J. Smiley, W.C. Russell, R. Nairn // J Gen Virol. - 1977. - V.36. - P.59-74.

73. Green, J.J. Combinatorial modification of degradable polymers enables transfection of human cells comparable to adenovirus / J.J. Green, G.T. Zugates, N.C. Tedford, Y.H. Huang, L.G. Griffith, D.A. Lauffenburger, J.A. Sawicki, R. Langer, D.G. Anderson // Adv. Mater. - 2007. - V.19. - P.2836-2842.

74. Griffiths, P.C. Self-assembled PAA-based nanoparticles as potential gene and protein delivery systems / P.C. Griffiths, N. Mauro, D.M. Murphy, E. Carter, S.C.W. Richardson, P. Dyer, P. Ferruti // Macromol. Biosci. - 2013. - V.13. -P.641-649.

75. Gu, X. Temperature-responsive drug delivery systems based on polyaspartamides with isopropylamine pendant groups / X. Gu, J. Wang, X. Liu, D. Zhao, Y. Wang, H. Gao, G. Wu // Soft Matter. - 2013. - V.9. - P.7267-7273.

76. Gunatillake, P.A. Biodegradable synthetic polymers for tissue engineering / P.A. Gunatillake, R. Adhikari // Eur. Cells Mater. - 2003. - V.5. - P.1-16.

77. Gunther, M. Polyethylenimines for RNAi-mediated gene targeting in vivo and siRNA delivery to the lung / M. Gunther, J. Lipka, A. Malek, D. Gutsch, W. Kreyling, A. Aigner // Eur. J. Pharm. Biopharm. - 2011. - V.77. - P.438-449.

78. Guo, X. Calculation of hydrophile-lipophile balance for polyethoxylated surfactants by group contribution method / Guo, X., Rong, Z., Ying, X. // J. Coll. Interface Sci. - 2006. - V.298. - P.441-450.

79. Gupta, B. Intracellular delivery of large molecules and small particles by cell-penetrating proteins and peptides / B. Gupta, T.S. Levchenko, V.P. Torchilin // Adv. Drug Deliver. Rev. - 2005. - V.57. - P.637-651.

80. Gyarmati, B. Reversible response of poly(aspartic acid) hydrogels to external redox and pH stimuli / B. Gyarmati, A. Nermethy, A. Szilargyi // RSC Adv. - 2014. - V.4. - P.8764-8771.

81. Gyarmati, B. Supermacroporous chemically cross-linked poly(aspartic acid) hydrogels / B. Gyarmati, B. Vajna, A. Nemethy, K. Laszlo, A. Szilagy // Acta Biomater. - 2015. - V.22. - P.32-38.

82. Hafez, I.M. On the mechanism whereby cationic lipids promote intracellular delivery of polynucleic acids / I.M. Hafez, N. Maurer, P.R. Cullis // Gene Ther. - 2001. - V.8. - P.1188-1196.

83. Hagiwara, K. The effects of coating pDNA/chitosan complexes with chondroitin sulfate on physicochemical characteristics and cell transfection / K. Hagiwara, M. Nakata, Y. Koyama, T. Sato // Biomaterials. - 2011. - V.33. -P.7251-7260.

84. Hirabayashi, J. Effects of DNA topology, temperature and solvent viscosity on DNA retardation in slalom chromatography / J. Hirabayashi, K. Kasai / J. Chromatography A. - 2000. - V.893. - P.115-122.

85. Hiraishi, T. Microbial and enzymatic hydrolysis of poly(aspartic acid) / T. Hiraishi, K. Tabata, Y. Doi // Riken Review. - 2001. - V.42. - P.81-84.

86. Horie, K. Definitions of terms relating to reactions of polymers and to functional polymeric materials (IUPAC Recommendations 2003) / K. Horie, M.

Barón, R.B. Fox, J. He, M. Hess, J. Kahovec, T. Kitayama, P. Kubisa, E. Maréchal, W. Mormann et al. // Pure Appl. Chem. - 2004. - V.76. - P.889-906.

87. Horváta, G. Poly(aspartic acid) as potential in situ gelling, ocular mucoadhesive drug delivery system / G. Horváta, B. Gyarmati, S. Berkó, P. Szabó-Révész, B.Á. Szilágyi, A. Szilágyi, J. Soós, G. Sandri, M.C. Bonferoni, S. Rossi et al. // Eur. J. Pharm. Sci. - 2015. - V.67. - P.1-11.

88. Hoyer, J. Peptide vectors for the nonviral delivery of nucleic acids / J. Hoyer, I. Neundorf // Acc. Chem. Res. - 2012. - V.45. - P.1048-1056.

89. Hu, J. A Biodegradable polyethylenimine-based vector modified by trifunctional peptide R18 for enhancing gene transfection efficiency in vivo / J. Hu, M. Zhu, K. Liu, H. Fan, W. Zhao, Y. Mao, Y. Zhang // Plos One. - 2016. - V.11. -P.1-21.

90. Hufnagel, H. Fluid phase endocytosis contributes to transfection of DNA by PEI-25 / H. Hufnagel, P. Hakim, A. Lima, F. Hollfelder // Mol. Ther. - 2009. -V.17. - P.1411-1417.

91. Hughes, C.S. Matrigel: a complex protein mixture required for optimal growth of cell culture / C.S. Hughes, L.M. Postovit, G.A. Lajoie // Proteomics. -2010. - V.10. - P.1886-1890.

92. Hughes, R.A. Synthetic DNA synthesis and assembly: putting the synthetic in synthetic biology / R.A. Hughes, A.D. Ellington // Cold Spring Harb. Perspect. Biol. - 2017. - V.9. - P.1-17.

93. Itaka, K. Biodegradable polyamino acid-based polycations as safe and effective gene carrier minimizing cumulative toxicity / K. Itaka, T. Ishii, Y. Hasegawa, K. Kataoka // Biomaterials. - 2010. - V.31. - P.3707-3714.

94. Jain, R. Synthesis and degradation of pH-sensitive linear poly(amidoamine)s / R. Jain, S.M. Standley, J.M.J. Frechet // Macromolecules. -2007. - V.40. - P.452-457.

95. Jeswani, G. Recent approaches for reducing hemolytic activity of chemotherapeutic agents / G. Jeswani, A. Alexander, S. Saraf, S. Saraf, A. Qureshi, Ajazuddin // J. Control. Release. - 2015. - V.211. - P.10-21.

96. Jiang, Z. Lipase-catalyzed synthesis of poly(amine-co-esters) via copolymerization of diester with amino-substituted diol / Z. Jiang // Biomacromolecules. - 2010. - V.11. - P.1089-1093.

97. Jin, L. Current progress in gene delivery technology based on chemical methods and nano-carriers / L. Jin, X. Zeng, M. Liu, Y. Deng, N. He // Theranostics. - 2014. - V.4. - P.241-255.

98. Kabanov, A.V. Pluronic block copolymers as novel polymer therapeutics for drug and gene delivery / A.V. Kabanov, E.V. Batrakova, V.Y. Alakhov // J. Control. Release. - 2002. - V.82. - P.189-212.

99. Kamalov, M.I. Non-invasive topical drug delivery to spinal cord with carboxyl-modified trifunctional copolymer of ethylene oxide and propylene oxide / M.I. Kamalov, I.A. Lavrov, A.A. Yergeshov, Z.Y. Siraeva, M.E. Baltin, A.A. Rizvanov, S.V. Kuznetcova, N.V. Petrova, I.N. Savina, T.I. Abdullin // Coll. Surf., B. - 2016. - V.140. - P.196-203.

100. Kaminskas, L.M. Characterisation and tumour targeting of PEGylated polylysine dendrimers bearing doxorubicin via a pH labile linker / L.M. Kaminskas, B.D. Kelly, V.M. McLeod, G. Sberna, D.J. Owen, B.J. Boyd, C.J.H. Porter // J. Control. Release. - 2011. - V.152. - P.241-248.

101. Kang, M.L. Pluronic F127 enhances the effect as an adjuvant of chitosan microspheres in the intranasal delivery of Bordetella bronchiseptica antigens containing dermonecrotoxin / M.L. Kang, H.L. Jiang, S.G. Kang, D.D. Guo, D.Y. Lee, C.S. Cho, H.S. Yoo // Vaccine. - 2007. - V.25. - P.4602-4610.

102. Kaouass, M. Histonefection: novel and potent non-viral gene delivery / M. Kaouass, R. Beaulieu, D. Balicki // J. Control. Release. - 2006. - V.113. - P.245-254.

103. Kim, J. PEI-g-PEG-RGD/small interference RNA polyplex-mediated silencing of vascular endothelial growth factor receptor and its potential as an anti-angiogenic tumor therapeutic strategy / J. Kim, S.W. Kim, W.J. Kim // Oligonucleotides. - 2011. - V.21. - P.101-107.

104. Kim, K. Polycations and their biomedical applications / K. Kim, W.C.W. Chen, Y. Heo, Y. Wang // Progress Polym. Sci. - 2016. - V.60. - P.18-50.

105. Kolate, A. PEG - A versatile conjugating ligand for drugs and drug delivery systems / A. Kolate, D. Baradia, S. Patil, I. Vhora, G. Kore, A. Misra // J. Control. Release. - 2014. - V.192. - P.67-81.

106. Kolodynska, D. Polyaspartic acid as a new complexing agent in removal of heavy metal ions on polystyrene anion exchangers / D. Kolodynska, Z. Hubicki, M. G?ca // Ind. Engin. Chem. Res. - 2008. - V.47. - P.6221-6227.

107. Kopatz, I. A model for non-viral gene delivery: through syndecan adhesion molecules and powered by actin / I. Kopatz, J.S. Remy, J.P. Behr // J. Gene Med. -

2004. - V.6. - P.769-776.

108. Kopecek, J. Polymer-drug conjugates: origins, progress to date and future directions / J. Kopecek // Adv. Drug Deliv. Rev. - 2013. - V.65. - P.49-59.

109. Kopf, A.H. Membrane solubilization by styrene-maleic acid copolymers: importance of polymer length and comonomer sequence / A.H. Kopf, N. Harmzen, J.J. Dominguez, M. C. Koorengevel, R. Pfukwa, B. Klumperman, A.J. Killian // Biophysical J. - 2018. - V.114. - P.457a.

110. Krisch, E. Redox- and pH-responsive nanogels based on thiolated poly(aspartic acid) / E. Krisch, L. Messager, B. Gyarmati, V. Ravaine, A. Szilagyi // Macromol. Mater. Eng. - 2016. - V.301. - P.260-266.

111. Kumar, A. Polyaspartic acid - a versatile green chemical / A. Kumar // Chem. Sci. Rev. Lett. - 2012. - V.1. - P.162-167.

112. Lalatsa, A. Amphiphilic poly(L-amino acids) - new materials for drug delivery / A. Lalatsa, A.G. Schatzlein, M. Mazza, T.B. Le, I.F. Uchegbu // J. Control. Release - 2012. - V. 161. - P. 523-536.

113. Lalive, P.H. Glatiramer acetate in the treatment of multiple sclerosis / P.H. Lalive, O. Neuhaus, M. Benkhoucha, D. Burger, R. Hohlfeld, S.S. Zamvil, M.S. Weber // CNS Drugs. -2011. - V.25. - P.401-414.

114. Lechardeur, D. Intracellular routing of plasmid DNA during non-viral gene transfer / D. Lechardeur, A.S. Verkman, G.L. Lukacs // Adv. Drug Deliv. Rev. -

2005. - V.57. - P.755-767.

115. Lee, Y. Visualization of the degradation of a disulfide polymer, linear poly(ethylenimine sulfide), for gene delivery / Y. Lee, H. Mo, H. Koo, J.Y. Park, M.Y. Cho, G.W. Jin, J.S. Park // Bioconjugate Chem. - 2007. - V.18. - P.13-18.

116. Lee, M. Intracellular uptake and pH-dependent release of doxorubicin from the self-assembled micelles based on amphiphilic polyaspartamide graft copolymers / M. Lee, J. Jeong, D. Kim // Biomacromolecules. - 2015. - V.16. -P.136-144.

117. Lehto, T. Delivery of nucleic acids with a stearylated (RxR)4 peptide using a non-covalent co-incubation strategy / T. Lehto, R. Abes, N. Oskolkov, J. Suhorutsenko, D-M. Copolovici, I. Mäger, J.R. Viola, O.E. Simonson, K. Ezzat, P. Guterstam et al. // J. Control. Release. - 2010. - V.141. - P. 42-51.

118. Lemieux, P. A combination of poloxamers increases gene expression of plasmid DNA in skeletal muscle / P. Lemieux, N. Guerin, G. Paradis, R. Proulx, L. Chistyakova, A. Kabanov, V. Alakhov // Gene Ther. - 2000. - V.7. - P.986-991.

119. Leuchtenberge, W. Biotechnological production of amino acids and derivatives: current status and prospects / W. Leuchtenberge, K. Huthmacher, K. Drauz // Appl. Microbiol. Biotechnol. - 2005. - V.69. - P.1-8.

120. Liang, B. The use of folate-PEG-grafted-hybranched-PEI nonviral vector for the inhibition of glioma growth in the rat / B. Liang, M.L. He, C. Chan, Y. Chen, X.P. Li, Y. Li, D. Zheng, M.C. Lin, H.F. Kung, X.T. Shuai, Y. Peng // Biomaterials. - 2009. - V.30. - P.4014-4020.

121. Liang, W., Lam, J.K.W., 2012. Endosomal escape pathways for non-viral nucleic acid delivery systems, In: Ceresa B. (Eds.), Molecular Regulation of Endocytosis, pp. 429-456. InTech, Rijeka.

122. Licciardi, M. Synthesis and characterization of polyamino acidic polycations for gene delivery / M. Licciardi, M. Campisi, G. Cavallaro, M. Cervello, A. Azzolina, G. Giammona // Biomaterials. - 2006. - V.27 - P.2066-2075.

123. Lim, S. Bioadhesive nanoaggregates based on polyaspartamide-g-C18/DOPA for wound healing / S. Lim, M.P. Nguyen, Y. Choi, J. Kim, D. Kim // Biomacromolecules. - 2017. - V.18. - P.2402-2409.

124. Liu, J. Enzyme-synthesized poly(amine-co-esters) as nonviral vectors for gene delivery / J. Liu, Z. Jiang, J. Zhou, S. Zhang, W. M. Saltzman // J. Biomed. Mater. Res., A. - 2011. - V.96A. - P.456-465.

125. Liu, T. F-127-PEI co-delivering docetaxel and TFPI-2 plasmid for nasopharyngeal cancer therapy / T. Liu, X. Zhang, B. Ke, Y. Wang, X. Wu, G. Jiang, T. Wue, G. Nie // Mater. Sci. Eng. C. - 2016. - V.61. - P.269-277.

126. Lungwitz, U. Polyethylenimine-based non-viral gene delivery systems / U. Lungwitz, M. Breunig, T. Blunk, A. Gopferich // Eur. J. Pharm. Biopharm. - 2005.

- V.60. - P.247-266.

127. Lutolf, M. P. Synthetic biomaterials as instructive extracellular microenvironments for morphogenesis in tissue engineering / M.P. Lutolf, J.A. Hubbell // Nature Biotechnol. - 2005. - V.23. - P.47-55.

128. Lv, H. Toxicity of cationic lipids and cationic polymers in gene delivery / H. Lv, S. Zhang, B. Wang, S. Cui, J. Yan // J. Control. Release. - 2006.

- V.114. - P. 100-109.

129. Marie, E. Amphiphilic macromolecules on cell membranes: from protective layers to controlled permeabilization / E. Marie, S. Sagan, S. Cribier, C. Tribet // J. Membrane Biol. - 2014. - V.247. - P.861-881.

130. Mattiasson, B., et al., 2010. Macroporous polymers: production properties and biotechnological/biomedical applications, pp. 540. CRC Press Taylor & Francis Group, Boca Raton.

131. Maskarinec, S.A. Membrane sealing by polymers / S.A. Maskarinec, G. Wu, K.Y. Lee // Ann. N.Y. Acad. Sci. - 2006. - V.1066. - P.310-320.

132. Medina-Kauwe, L.K. Intracellular trafficking of nonviral vectors / L.K. Medina-Kauwe, J. Xie, S. Hamm-Alvarez // Gene Ther. - 2005. - V. 12. - P. 1734-1751.

133. Mekhail, K. The nuclear envelope in genome organization, expression and stability / K. Mekhail, D. Moazed // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. - 2010. - V.11. -P.317-328.

134. Melik-Nubarov, N.S. Interaction of tumor and normal blood cells with ethylene oxide and propylene oxide block copolymers / N.S. Melik-Nubarov, O.O. Pomaz, T. Dorodnych, G.A. Badun, A.L. Ksenofontov, O.B. Schemchukova, S.A. Arzhakov // FEBS Lett. - 1999. - V.446. - P.194-198.

135. Merdan, T. PEGylation of poly(ethylene imine) affects stability of complexes with plasmid dna under in vivo conditions in a dose-dependent manner

after intravenous injection into mice / T. Merdan, K. Kunath, H. Petersen, U. Bakowsky, K.H. Voigt, J. Kopecek, T. Kissel // Bioconj. Chem. - 2005. - V.16. -P.785-792.

136. Midoux, P. Chemical vectors for gene delivery: a current review on polymers, peptides and lipids containing histidine or imidazole as nucleic acids carriers / P. Midoux, C. Pichon, J.J. Yaouanc, P.-A. Jaffres // British J. Pharm. -2009. - V.57. - P.166-178.

137. Mihai, R. In vitro biocompatibility testing of some synthetic polymers used for the achievement of nervous conduits / R. Mihai, I.P. Florescu, V. Coroiu, A. Oancea, M. Lungu // J. Med. Life. - 2011. - V.4. - P.250-255.

138. Mishra, S. PEGylation significantly affects cellular uptake and intracellular trafficking of non-viral gene delivery particles / S. Mishra, P. Webster, M.E. Davis // Eur. J. Cell Biol. - 2004. - V.83. - P.97-111.

139. Mitchell, A.R. Bruce Merrifield and solid-phase peptide synthesis: a historical assessment / A. R. Mitchell // Biopolymers. - 2008. - V.90. - P.175-184.

140. Miyata, K. Polyplexes from poly(aspartamide) bearing 1,2-diaminoethane side chains induce pH-selective, endosomal membrane destabilization with amplified transfection and negligible cytotoxicity / K. Miyata, M. Oba, M. Nakanishi, S. Fukushima, Y. Yamasaki, H. Koyama, N. Nishiyama, K. Kataoka // J. Am. Chem. Soc. - 2008. - V.130. - P.16287-16294.

141. Moon, J.R. Synthesis and self-assembly behavior of novel polyaspartamide derivatives for anti-tumor drug delivery / J.R. Moon, M.W. Kim, D. Kim, J.H. Jeong, J.-H. Kim // Coll. Polym. Sci. - 2011. - V.289. - P.63-71.

142. Morille, M. Progress in developing cationic vectors for non-viral systemic gene therapy against cancer / M. Morille, C. Passirani, A. Vonarbourg, A. Clavreul, J.P. Benoit // Biomaterials. - 2008. - V.29. - P.3477-3496.

143. Morimoto, K. Design of cationic microspheres based on aminated gelatin for controlled release of peptide and protein drugs / K. Morimoto, S. Chono, T. Kosai, T. Seki, Y. Tabata // Drug Deliv. - 2008. - V.15. - P.113-117.

144. Nagata, K. Muscle-targeted hydrodynamic gene introduction of insulin-like growth factor-1 using polyplex nanomicelle to treat peripheral nerve injury / K.

Nagata, K. Itaka, M. Baba, S. Uchida, T. Ishii, K. Kataoka // J. Control. Release. -2014. - V.183. - P.27-34.

145. Nah, J.W. Artery wall binding peptide-poly(ethylene glycol)-grafted-poly(L-lysine)-based gene delivery to artery wall cells / J.W. Nah, L. Yu, S. Han, C.-H. Ahn, S. W. Kim // J. Control. Release. - 2002. - V.78. - P.273-284.

146. Nakato, T. Relationships between structure and properties of poly(aspartic acid)s / T. Nakato, M. Yoshitake, K. Matsubara, M. Tomida // Macromolecules. -1998. - V.31. - P.2107-2113.

147. Nakato, T. Synthesis of poly(succinimide) by bulk polycondensation of L-aspartic acid with an acid catalyst / T. Nakato, A. Kusumo, T. Kakuchi // J. Polym. Sci., Part A, Polym. Chem. - 2000. - V.38. - P.117-122.

148. Nemeth, C. Effect of side groups on the properties of cationic polyaspartamides / C. Nemeth, D. Szabo, B. Gyarmati, A. Gerasimov, M. Varfolomeev, T. Abdullin, K. Laszlo, A. Szilagyi // Eur. Polymer J. - 2017. - V. 93. - P. 805-814.

149. Nemoto, E. Ability of poly-L-arginine to enhance drug absorption into aqueous humor and vitreous body after instillation in rabbits / E. Nemoto, H. Ueda, M. Akimoto, H. Natsume, Y. Morimoto // Biol. Pharm. Bull. - 2007. - V.30. -P.1768-1772.

150. Nichifor, M. New cationic hydrophilic and amphiphilic polysaccharides synthesized by one pot procedure / M. Nichifor, M. C. Stanciu, B. C. Simionescu // Carbohyd. Polym. - 2010. - V.82. - P.965-975.

151. Nichols, B. Caveosomes and endocytosis of lipid rafts / B. Nichols // J. Cell Sci. - 2003. - V.116. - P.4707-4714.

152. Nimesh, S. Enhanced gene delivery mediated by low molecular weight chitosan/DNA complexes: effect of pH and serum / S. Nimesh, M.M. Thibault, M. Lavertu, M.D. Buschmann // Mol. Biotechnol. - 2010. - V.46. - P.182-196.

153. Oh, N.M. Poly(L-aspartic acid) nanogels for lysosome-selective antitumor drug delivery / K.T. Oh, Y.S. Youn, D.-K. Lee, K.-H. Cha, D.H. Lee, E.S. Lee // Colloids Surf., B. - 2013. - V.101 - P.298-306.

154. Ohtake, K. Analysis of transient and reversible effects of poly-L-arginine on the in vivo nasal absorption of FITC-dextran in rats / K. Ohtake, H. Natsume, H. Ueda, Y. Morimoto // J. Contr. Rel. - 2002. - V.82. - P.263-275.

155. Ohya, Y., et al., 2012. Biodegradable polymeric assemblies for biomedical materials, In: S. Kunugi, T. Yamaoka (Eds.), Polymers in Nanomedicine (book), pp. 65-114. Springer Science & Business Media, New York.

156. Okuda, T. Characters of dendritic poly(l-lysine) analogues with the terminal lysines replaced with arginines and histidines as gene carriers in vitro / T. Okuda, A. Sugiyama, T. Niidome, H. Aoyagi // Biomaterials. - 2004. - V.25. -P.537-544.

157. Ovsianikov, A. Laser fabrication of three-dimensional cad scaffolds from photosensitive gelatin for applications in tissue engineering / A. Ovsianikov, A. Deiwick, V.S. Van, P. Dubruel, L. Moeller, G. Draeger, B. Chichkov // Biomacromolecules. - 2011. - V. 12. - P. 851-858.

158. Pack, D.W. Design and development of polymers for gene delivery / D.W. Pack, A.S. Hoffman, S. Pun, P.S. Stayton // Nat. Rev. Drug Discov. - 2005. - V.4. - P.581.

159. Pandey, S. The efficiency of membrane transport of vitamin B6 coupled to poly(ester amine) gene transporter and transfection in cancer cells / S. Pandey, P. Garg, K.T. Lim, J. Kim, Y.H. Choung, Y.J. Choi, P.H. Choung, C.S. Cho, J.H. Chung // Biomaterials. - 2013. - V.34. - P.3716-3728.

160. Pandey, A.P. Polyethylenimine: a versatile, multifunctional non-viral vector for nucleic acid delivery / A.P. Pandey, K.K. Sawant // Mat. Sci. Eng. C. -2016. - V.68. - P.904-918.

161. Pannier, A.K. Controlled release systems for DNA delivery / A.K. Pannier, L.D. Shea // Mol. Therapy. - 2004. - V.10. - P.19-26.

162. Parelkar, S.S. Reconfiguring polylysine architectures for controlling polyplex binding and non-viral transfection / S.S. Parelkar, D. Chan-Seng, T. Emrick // Biomaterials. - 2011. - V.32. - P.2432-44.

163. Park T.G. Current status of polymeric gene delivery systems / Park T.G., Jeong J.H., Kim S.W. // Adv. Drug Deliver. Rev. - 2006. - V.58. - P.467-486.

164. Park, T.E. Selective stimulation of caveolae-mediated endocytosis by an osmotic polymannitol-based gene transporter / T.E. Park, B. Kang, Y.K. Kim, Q. Zhang, W.S. Lee, M.A. Islam, S.K. Kang, M.H. Cho, Y.J. Choi, C.S. Cho // Biomaterials. - 2012. - V.33. - P.7272-7281.

165. Park, J. Nitric oxide integrated polyethylenimine-based tri-block copolymer for efficient antibacterial activity / J. Park, J. Kim, K. Singha, D.-K. Han, H. Park, W.J. Kim // Biomaterials. - 2013. - V.34. - P.8766-8775.

166. Pathak, A. Engineered polyallylamine nanoparticles for efficient in vitro transfection / A. Pathak, A. Aggarwal, R.K. Kurupati, S. Patnaik, A. Swami, Y. Singh, P. Kumar, S.P. Vyas, K.C. Gupta // Pharm. Res. - 2007. - V.24. - P.1427-1440.

167. Peleteiro, M. Polymeric nanocapsules for vaccine delivery: influence of the polymeric shell on the interaction with the immune system / M. Peleteiro, E. Presas, J.V. González-Aramundiz, B. Sánchez-Correa, R. Simón-Vázquez, N. Csaba, M.J. Alonso, Á. González-Fernández // Front. Immunol. - 2018. - V.9. -P.1-17.

168. Perrin, P. Highly hydrophobically modified polyelectrolytes stabilizing macroemulsions: relationship between copolymer structure and emulsion type / P. Perrin, N. Monfreux, F. Lafuma // Coll. Polymer Sci. - 1999. - V.277. - P.89-94.

169. Petersen, H. Polyethylenimine-graft-poly(ethylene glycol) copolymers:

influence of copolymer block structure on DNA complexation and biological activities as gene delivery system / H. Petersen, P.M. Fechner, A.L. Martin, K. Kunath, S. Stolnik, C.J. Roberts, D. Fischer, M.C. Davies, T. Kissel // Bioconjugate. Chem. - 2002. - V.13. - P.845-854.

170. Piao, J.G. A new method to cross-link a polyplex for enhancing in vivo stability and transfection efficiency / J.G. Piao, J.J. Yan, M.Z. Wang, D.C. Wub, Y-Z. You // Biomater. Sci. - 2014. - V.2. - P.390-398.

171. Pichavant, C. Current status of pharmaceutical and genetic therapeutic approaches to treat DMD / C. Pichavant, A. Aartsma-Rus, P.R. Clemens, K.E. Davies, G. Dickson, S. Takeda, S.D. Wilton, J.A. Wolff, C.I. Wooddell, X. Xiao, J.P. Tremblay // Mol. Therapy. - 2011. - V.19. - P.830-840.

172. Pillai, R.S. Repression of protein synthesis by miRNAs: how many mechanisms? / R.S. Pillai, S.N. Bhattacharyya, W. Filipowicz // Trends Cell Biol.

- 2007. - V.17. - P.118-126.

173. Putnam, D. Polyhistidine-PEG:DNA nanocomposites for gene delivery / D. Putnam, A.N. Zelikin, V.A. Izumrudov, R. Langer // Biomaterials. - 2003. - V.24.

- P.4425-4433.

174. Putnam, D. Design and development of effective siRNA delivery vehicles / D. Putnam // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2014. - V.111. - P.3903-3904.

175. Qiao, Z.Y. One-pot synthesis of pH-sensitive poly(RGD-co-0-amino ester)s for targeted intracellular drug delivery / Z.Y. Qiao, S.L. Qiao, G. Fan, Y.S. Fan, Y. Chen, H. Wang // Polym. Chem. - 2014. - V.5. - P.844-853.

176. Ranganathan, R. Nanomedicine: towards development of patient-friendly drug-delivery systems for oncological applications / R. Ranganathan, S. Madanmohan, A. Kesavan, G. Baskar, Y.R. Krishnamoorthy, R. Santosham, D. Ponraju, S.K. Rayala, G. Venkatraman // Inter. J. Nanomedicine. - 2012. - V.7. -P.1043-1060.

177. Rejman, J. Role of clathrin- and caveolae-mediated endocytosis in gene transfer mediated by lipo- and polyplexes / J. Rejman, A. Bragonzi, M. Conese // Mol. Ther. - 2005. - V.12. - P.468-474.

178. Rekha, M.R. Hemocompatible pullulan-polyethyleneimine conjugates for liver cell gene delivery: In vitro evaluation of cellular uptake, intracellular trafficking and transfection efficiency / M.R. Rekha, C.P. Sharma // Acta Biomater. - 2011. - V.7. - P.370-379.

179. Resnier, P. A review of the current status of siRNA nanomedicines in the treatment of cancer / P. Resnier, T. Montier, V. Mathieu, J.-P. Benoit, C. Passirani // Biomaterials. - 2013. - V.34. - P.6429-6443.

180. Rittié, L. Isolation and Culture of Skin Fibroblasts / L. Rittié, G.J. Fisher // Methods in Mol. Med. - 2005. - V.117. - P.83-98.

181. Rivera-Rodríguez, G.R. Poly-L-asparagine nanocapsules as anticancer drug delivery vehicles / G.R. Rivera-Rodríguez, M.J. Alonso, D. Torres // Eur. J. Pharm. Biopharm. - 2013. - V.85. - P.481-487.

182. Roweton, S. Poly(aspartic acid): synthesis, biodegradation, and current applications / S. Roweton, S.J. Huang, G. Swift // J. Environ. Polymer Degrad. -1997. - V.5. - P.175-181.

183. Salakhieva, D.V. Anti-radical and cytotoxic activity of polysuccinimide and polyaspartic acid of different molecular weight / D.V. Salakhieva, D.R. Gumerova, R.A. Akhmadishina, M.I. Kamalov, I.S. Nizamov, T.I. Abdullin, C. Nemeth, A. Szilagyi // BioNanoScience. - 2016. - V. 6. - P. 348-351.

184. Salakhieva, D.V. Structure-biocompatibility and transfection activity relationships of cationic polyaspartamides with (dialkylamino)alkyl and alkyl or hydroxyalkyl side groups / D.V. Salakhieva, V.D. Shevchenko, C. Nemeth, B. Gyarmat, A. Szilagyi, T.I. Abdullin // Inter. J. Pharm. - 2017. - V. 517. - P. 234246.

185. Saptarshi, S.R. Interaction of nanoparticles with proteins: relation to bio-reactivity of the nanoparticle / S.R. Saptarshi, A. Dusch, A.L. Lopata // J. Nanobiotech. - 2013. - V.11. - P.1-12.

186. Sato, A.K. Therapeutic peptides: technological advances driving peptides into development / A.K. Sato, M. Viswanathan, R.B. Kent, C.R. Wood // Curr. Opin. Biotechnol. - 2006. - V.17. - P.638-642.

187. Sawamura, D. Direct injection of plasmid DNA into the skin induces dermatitis by activation of monocytes through toll-like receptor / D. Sawamura, R. Abe, M. Goto, M. Akiyama, H. Hemmi, S. Akira, H. Shimizu // J. Gene Med. -2005. - V.7. - P.664-671.

188. Sayin, B. TMC-MCC (N-trimethyl chitosan-mono-N-carboxymethyl chitosan) nanocomplexes for mucosal delivery of vaccines / B. Sayin, S. Somavarapu, X. W. Li, D. Sesardic, S. Senel, O. H. Alpar // Eur. J. Pharm. Sci. -2009. - V.38. - P.362-369.

189. Scholz, C. Therapeutic plasmid DNA versus siRNA delivery: common and different tasks for synthetic carriers / C. Scholz, E. Wagner // J. Control. Release. -2012. - V. 161. - P. 554-565.

190. Scheibel, D.M. Polymer-assisted biocatalysis: effects of macromolecular architectures on the stability and catalytic activity of immobilized enzymes toward

water-soluble and water-insoluble substrates / D.M. Scheibel, I. Gitsov // ACS Omega. - 2018. - V.3. - P.1700-1709.

191. Schlosser, K. Systemic delivery of microRNA mimics with polyethylenimine elevates pulmonary microRNA levels, but lacks pulmonary selectivity / K. Schlosser, M. Taha, Y. Deng, D.J. Stewart // Pulmonary Circulation. - 2017. - V.8. - P.1-4.

192. Sheikholeslam, M. Biomaterials for skin substitutes / M. Sheikholeslam, M.E.E. Wright, M.G. Jeschke, S. Amini-Nik // Adv. Health Care Mat. - 2017. -V.7. - P.1700897(1-20).

193. Shen, Y. Interaction of DNA/nuclear protein/polycation and the terplexes for gene delivery / Y. Shen, H. Peng, S. Pan, M. Feng, Y. Wen, J. Deng, X. Luo,

C. Wu // Nanotechnology. - 2010. - V.21. - P.1-12.

194. Shen, J. A polyethylenimine-mimetic biodegradable polycation gene vector and the effect of amine composition in transfection efficiency / J. Shen,

D.J. Zhao, W. Li, Q.L. Hu, Q.W. Wang, F.J. Xu, G.P. Tang // Biomaterials. -2013. - V.34. - P.4520-4531.

195. Shevchenko, V.D. Propoxylation of cationic polymers provides a novel approach to controllable modulation of their cellular toxicity and interaction with nucleic acids / V.D. Shevchenko, D.V. Salakhieva, A.A. Yergeshov, Y.V. Badeev, Y.G. Shtyrlin, T.I. Abdullin // Mat. Sci. Eng. C. - 2016. - V.69. - P.60-67.

196. Shi, Y. Effective repair of traumatically injured spinal cord by nanoscale block copolymer micelles / Y. Shi, S. Kim, T.B. Huff, R.B. Borgens, K. Park, R. Shi, J.X. Cheng // Nat. Nanotechnol. - 2010. - V.5. - P.80-87.

197. Shiba, K. Natural and artificial peptide motifs: their origins and the application of motif-programming / K. Shiba // Chem. Soc. Rev. - 2010. - V.39. -P.117-126.

198. Shim, M.S. Acid-responsive linear polyethylenimine for efficient, specific, and biocompatible siRNA delivery / M.S. Shim, Y. J. Kwon // Bioconjugate Chem. - 2009. - V.20. - P.488-499.

199. Simoes, S. Human serum albumin enhances DNA transfection by lipoplexes and confers resistance to inhibition by serum / S. Simoes, V.

Slepushkin, P. Pires, R. Gaspar, M.C. Pedroso de Lima, N. Duzgunes // Biochim. Biophys. Acta. - 2000. - V.1463. - P.459-469.

200. Sithole, M.N. A review of semi-synthetic biopolymer complexes: modified polysaccharide nano-carriers for enhancement of oral drug bioavailability / M.N. Sithole, Y.E. Choonara, L.C. du Toit, P. Kumar, V. Pillay // Pharm. Dev. Technol. - 2017. - V.22. - P.283-295.

201. Sivamani, E. Protamine-mediated DNA coating remarkably improves bombardment transformation efficiency in plant cells / E. Sivamani, R.K. DeLong, R. Qu // Plant Cell Reports. - 2009. - V.28. - P.213-221.

202. Skelley, A.M. Microfluidic control of cell pairing and fusion / A.M. Skelley, O. Kirak, H. Suh, R. Jaenisch, J. Voldman // Nature Methods. - 2009. -V.6. - P. 147-152.

203. Smith, R.J. Impact of molecular weight and degree of conjugation on the thermodynamics of DNA complexation and stability of polyethylenimine-graft-poly(ethylene glycol) copolymers / R.J. Smith, R.W. Beck, L.E. Prevette // Biophys. Chemistry. - 2015. - V.203-204. - P.12-21.

204. Smrekar, B. Tissue-dependent factors affect gene delivery to tumors in vivo / B. Smrekar, L. Wightman, M.F. Wolschek, C. Lichtenberger, R. Ruzicka, M. Ogris, W. Rödl, M. Kursa, E. Wagner, R. Kircheis // Gene Therapy. - 2003. -V.10. - P.1079-1088.

205. Sonawane, N.D. Chloride accumulation and swelling in endosomes enhances DNA transfer by polyamine-DNA polyplexes / N.D. Sonawane, F.C. Szoka, A.S. Verkman // J. Biol. Chem. - 2003. - V.278. - P.44826-44831.

206. Song, Y. Self-assembled micelles based on hydrophobically modified quaternized cellulose for drug delivery / Y. Song, L. Zhang, W. Gan, J. Zhou, L. Zhang // Colloids Surf., B. - 2011. - V.83. - P.313-320.

207. Sovadinova, I. Mechanism of polymer-induced hemolysis: nanosized pore formation and osmotic lysis / I. Sovadinova, E.F. Palermo, R. Huang, L.M. Thoma, K. Kuroda // Biomacromolecules. - 2011. - V.12. - P.260-268.

208. Soutschek, J. Therapeutic silencing of an endogenous gene by systemic administration of modified siRNAs / J. Soutschek, A. Akinc, B. Bramlage, K.

Charisse, R. Constien, M. Donoghue, S. Elbashir, A. Geick, P. Hadwiger, J. Harborth et al. // Nature. - 2004. - V.432. - P.173-178.

209. Steinbach, T. Poly(phosphoester)s: a new platform for degradable polymers / T. Steinbach, F.R. Wurm // Angew. Chem. Int. Ed. - 2015. - V.54. - P.6098-6108.

210. Stepanenko, A.A. HEK293 in cell biology and cancer research: phenotype, karyotype, tumorigenicity, and stress-induced genome-phenotype evolution / A.A. Stepanenko, V.V. Dmitrenko // Gene. - 2015. - V. 569. - P. 182-190.

211. Suma, T. Enhanced stability and gene silencing ability of siRNA-loaded polyion complexes formulated from polyaspartamide derivatives with a repetitive array of amino groups in the side chain / T. Suma, K. Miyata, T. Ishii, S. Uchida, K. Itaka, N. Nishiyama, K. Kataoka // Biomaterials. - 2012. - V.33. - P.2770-2779.

212. Sun, X. Cationic polymer optimization for efficient gene delivery / X. Sun, N. Zhang // Mini-Rev. Medic. Chem. - 2010. - V.10. - P.108-125.

213. Tabata, K. Microbial degradation of poly(aspartic acid) by two isolated strains of Pedobacter sp. and Sphingomonas sp. / K. Tabata, H. Abe, Y. Doi // Biomacromolecules. - 2000. - V.1. - P.157-161.

214. Tabujew, I., Peneva, K., 2015. Chapter 1 Functionalization of cationic polymers for drug delivery applications, In: S.K. Samal, P. Dubruel (Eds.), Cationic Polymers in Regenerative medicin, pp. 1-29. RSC, Cambridge.

215. Thibault, M. Excess polycation mediates efficient chitosan-based gene transfer by promoting lysosomal release of the polyplexes / M. Thibault, M. Astolfi, N. Tran-Khanh, M. Lavertu, V. Darras, A. Merzouki, M. D. Buschmann // Biomaterials. - 2011. - V.32. - P.4639-4646.

216. Thomasin, C.M. Comparison and evaluation of the synthetic biopolymer poly-L-aspartic acid and synthetic "plastic" polymer poly-acrylic acid for use in metal ion exchange system / C.M. Thomasin, J.A. Holcombe // J. Hazard. Mater. -2001. - V.83. - P.219-236.

217. Thombre, S.M. Synthesis and biodegradability of polyaspartic acid: a critical review / S.M. Thombre, B.D. Sarwade // J. Macromol. Sci., Part A: Pure. Appl. Chem. - 2005. - V.42. - P.1299-1315.

218. Tibbitt, M.W. Hydrogels as extracellular matrix mimics for 3D cell culture / M.W. Tibbitt, K.S. Anseth // Biotech. Bioeng. - 2009. - V.103. - P.655-663.

219. Uchida, H. Odd even effect of repeating aminoethylene units in the side chain of N-substituted polyaspartamides on gene transfection profiles / H. Uchida, K. Miyata, M. Oba, T. Ishii, T. Suma, K. Itaka, N. Nishiyama, K. Kataoka // J. Am. Chem. Soc. - 2011. - V.133. - P.15524-15532.

220. Uchida, H. Modulated protonation of side chain aminoethylene repeats in N-substituted polyaspartamides promotes mRNA transfection / H. Uchida, K. Itaka, T. Nomoto, T. Ishii, T. Suma, M. Ikegami, K. Miyata, M. Oba, N. Nishiyama, K. Kataoka // J. Am. Chem. Soc. - 2014. - V.136. - P.12396-12405.

221. Ulasov, A.V. Properties of PEI-based polyplex nanoparticles that correlate with their transfection efficacy / A.V. Ulasov, Y.V. Khramtsov, G.A. Trusov, A.A. Rosenkranz, E.D. Sverdlov, A.S. Sobolev // Mol. Ther. - 2011. - V.19. - P.103-112.

222. Vaidyanathan, S. Cationic polymer intercalation into the lipid membrane enables intact polyplex DNA escape from endosomes for gene delivery / S. Vaidyanathan, J. Chen, B.G. Orr, M.M. Banaszak Holl // Mol. Pharmaceutics. -2016. - V.13. - P.1967-1978.

223. Varkouhi, A.K. Endosomal escape pathways for delivery of biologicals / A.K. Varkouhi, M. Scholte, G. Storm, H.J. Haisma // J. Control. Release. - 2011. -V.151. - P.220-228.

224. Vlieghe, P. Synthetic therapeutic peptides: science and market / P. Vlieghe, V. Lisowski, J. Martinez, M. Khrestchatisky // Drug Discov. Today. - 2010. -V.15. - P. 40-56.

225. Wang, Z. Size and dynamics of caveolae studied using nanoparticles in living endothelial cells / Z. Wang, C. Tiruppathi, R.D. Minshall, A.B. Malik // ACS Nano. - 2009. - V.12. - P.4110-4116.

226. Wang, T. Design of multifunctional non-viral gene vectors to overcome physiological barriers: dilemmas and strategies / T. Wang, J.R. Upponi, V.P. Torchillin // Inter. J. Pharm. - 2012. - V.427. - P.3 -20.

227. Wei, Z. Mechanism of inhibition of P-glycoprotein mediated efflux by Pluronic P123/F127 block copolymers: relationship between copolymer

concentration and inhibitory activity / Z. Wei, S. Yuan, J. Hao, X. Fang // Eur. J. Pharm. Biopharm. - 2013. - V.83. - P.266-274.

228. Williams, D.F. A model of biocompatibility and its evaluation / D.F. Williams // J. Biomed. Eng. - V.11. - 1989. - P.185-191.

229. Wirth, T. History of gene therapy / T. Wirth, N. Parker, S. Ylä-Herttual // Gene. - 2013. - V.525. - P.162-169.

230. Wong, K. PEI-g-chitosan, a novel gene delivery system with transfection efficiency comparable to polyethylenimine in vitro and after liver administration in vivo / K. Wong, G. Sun, X. Zhang, H. Dai, Y. Liu, C. He, K.W. Leong // Bioconjugate Chem. - 2006. - V.17. - P.152-158.

231. Xiang, S. Uptake mechanisms of non-viral gene delivery / S. Xiang, H. Tong, Q. Shi, J.C. Fernandes, T. Jin, K. Dai, X. Zhang // J. Control. Release. -2012. - V.158. - P.371-378.

232. Xiong, M.P. Poly(aspartate-g-PEI800), a polyethylenimine analogue of low toxicity and high transfection efficiency for gene delivery / M.P. Xiong, M.L. Forrest, G. Ton, A. Zhao, N.M. Davies, G.S. Kwon // Biomaterials. - 2007. -V.28. - P.4889-4900.

233. Xu, Y. Mechanism of DNA release from cationic liposome/DNA complexes used in cell transfection / Y. Xu, F.C. Szoka // Biochemistry. - 1996. - V.35. - P. 5616-5623.

234. Xu, F.J. Star-shaped cationic polymers by atom transfer radical polymerization from ß-cyclodextrin cores for nonviral gene delivery / F.J. Xu, Z.X. Zhang, Y. Ping, J. Li, E.T. Kang, K.G. Neoh // Biomacromolecules. - 2009a. -V.10. - P.285-293.

235. Xu, P. Gene delivery through the use of a hyaluronate-associated intracellularly degradable cross-linked polyethyleneimine / P. Xu, G. Quick, Y. Yeo // Biomaterials. - 2009b. - V. 30. - P. 5834-5843.

236. Xu, X. Cancer nanomedicine: from targeted delivery to combination therapy / X. Xu, W. Ho, X. Zhang, N. Bertrand, O. Farokhzad // Trends Mol. Med. - 2015. - V.21. - P.223-232.

237. Yan, G.P. Synthesis and in vitro property study of polyaspartamides / G.P. Yan, X.Y. Wang, X.L. Wang, S.W. Huang, R.X. Zhuo // Chin. J. Chem. - 2007. -V.25. - P.1748-1753.

238. Yang, Z. Promoter- and strain-selective enhancement of gene expression in a mouse skeletal muscle by a polymer excipient Pluronic P85 / Z. Yang, J. Zhu, S. Sriadibhatla, C. Gebhart, V. Alakhov, A. Kabanov // J. Control. Release. - 2005. -V.108. - P.496-512.

239. Yang, C. Cationic star polymers consisting of a-cyclodextrin core and oligoethylenimine arms as nonviral gene delivery vectors / C. Yang, H. Li, S. H. Goh, J. Li // Biomaterials. - 2007. - V.28. - P.3245-3254.

240. Yang, F. Gene delivery to human adult and embryonic cell-derived stem cells using biodegradable nanoparticulate polymeric vectors / F. Yang, J.J. Green, T. Dinio, L. Keung, S.W. Cho, H. Park, R. Langer, D.G. Anderson // Gene Ther. -

2009. - V.16. - P.533-546.

241. Yang, S.J. Folic acid-conjugated chitosan nanoparticles enhanced protoporphyrin IX accumulation in colorectal cancer cells / S.J. Yang, F.H. Lin, K.C. Tsai, M.F. Wei, H.M. Tsai, J.M. Wong, M.J. Shieh // Bioconjugate Chem. -

2010. - V.21. - P.679-689.

242. Zauner, W. Polylysine-based transfection systems utilizing receptor-mediated delivery / W. Zauner, M. Ogris, E. Wagner // Adv. Drug Deliver. Rev. -1998. - V.30. - P.97-113.

243. Zern, B.J. A biocompatible arginine-based polycation / B.J. Zern, H. Chu, A.O. Osunkoya, J. Gao, Y. Wang // Adv. Funct. Mater. - 2011. - V.21. -P.434-440.

244. Zhang, C. siRNA-containing liposomes modified with polyarginine effectively silence the targeted gene / C. Zhang, N. Tang, X. J. Liu, W. Liang, W. Xu, V.P. Torchilin // Control. Release. - 2006. - V.112. - P.229-239.

245. Zhang, X. Effects of polyethylene glycol on DNA adsorption and hybridization on gold nanoparticles and graphene oxide / X. Zhang, P.J. Huang, M.R. Servos, J. Liu // Langmuir. - 2012a. - V.28. - P.4330-4337.

246. Zhang, C.Y. Self-assembled pH-responsive MPEG-b-(PLA-co-PAE) block copolymer micelles for anticancer drug delivery / C.Y. Zhang, Y.Q. Yang, T.X.

Huang, B. Zhao, X.D. Guo, J.F. Wang, L.J. Zhang // Biomaterials. - 2012b. -V.33. - P.6273-6283.

247. Zheng, H. The effect of crosslinking agents on the transfection efficiency, cellular and intracellular processing of DNA/polymer nanocomplexes / H. Zheng, C. Tang, C. Yin // Biomaterials. - 2013. - V.34. - P.3479-3488.

248. Zhong, D. Effects of the gene carrier polyethyleneimines on structure and function of blood components / D. Zhong, Y. Jiao, Y. Zhang, W. Zhang, N. Li, Q. Zuo, Q. Wang, W. Xue, Z. Liu // Biomaterials. - 2013. - V.34. - P.294-305.

249. Zintchenko, A. Improved synthesis strategy of poly(amidoamine)s for biomedical applications: catalysis by "green" biocompatible earth alkaline metal salts / A. Zintchenko, L.J. van der Aa, J.F.J. Engbersen // Macromol. Rapid Comm.

- 2011. - V.32. - P.321-325.

250. Zou, W. preparation and characterization of cationic PLA-PEG nanoparticles for delivery of plasmid DNA / W. Zou, C. Liu, Z. Chen, N. Zhang // Nanoscale Res. Lett. - 2009. - V.4. - P.982-992.

251. Zwiorek, K. Gelatin nanoparticles as a new and simple gene delivery system / K. Zwiorek, J. Kloeckner, E. Wagner, C. Coester // J. Pharm. Pharm. Sci. - 2004.

- V.7. - P.22-28.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор выражает благодарность и признательность научному руководителю к.б.н., доценту кафедры биохимии и биотехнологии ИФМиБ Абдуллину Тимуру Илдаровичу за помощь при подготовке диссертационной работы, обсуждение результатов и чуткое руководство.

Автор выражает глубокую благодарность к.б.н. Сираевой З.Ю. за ценные консультации в области гистологии, к.б.н. Петровой Н.В. за проведение ВЭЖХ-анализа, сотрудникам кафедры морфологии и общей патологии ИФМиБ Мавликееву М.О., Билялову А.Р. за помощь в проведении эксперимента с животными. Диссертант выражает благодарность за всестороннюю помощь в проведении экспериментальных работ Шевченко В.Д. и Гумеровой Д.Р.

Автор считает своим приятным долгом выразить искреннюю благодарность всем преподавателям и научным сотрудникам кафедры биохимии и биотехнологии КФУ, а также всем сотрудникам НИЛ «Биоактивные полимеры и пептиды» и НОЦ фармацевтики КФУ за всестороннюю помощь и доброжелательную рабочую атмосферу.