Analyse des complexes oligodésoxyribonucléotide/chitosan par ultracentrifugation analytique

Notre étude s'intéresse à caractériser de manière fine par ultracentifugation analytique (AUC) et diffusion dynamique de la lumière (DLS) des complexes utilisés en thérapie génique. Ces derniers sont obtenus en condensant des oligodésoxynucléotides (ODN) et un polymère naturel dérivé de la chitine, le chitosan. À des fins de comparaison, un autre polymère utilisé pour la complexation des ODN est testé en parallèle, à savoir le polyéthylènimine (PEI). L'analyse combinant les deux techniques a montré des particules très poreuses (au-dessus de 80% de porosité), avec des rayons hydrodynamiques pondérés en masse de 46 et 55 nm pour les complexes chitosan/ODN et PEI/ODN respectivement. La transformation de la distribution de sédimentation de coefficient en distribution de masse molaire a permis de déterminer la masse molaire moyenne de ces polyplexes. 19 et 29 MDa ont été trouvés respectivement pour les complexes chitosan/ODN et PEI/ODN. L'AUC permet de déterminer également la stoechiométrie, c'est-à-dire le ratio N/P, et le dn / dc des polyplexes de manière précise. Les valeurs 0,117 et 0,152 mL/g ont été obtenues pour le dn / dc des complexes chitosan/ODN et PEI/ODN respectivement. Les ratios N/P déterminés sont de 1,3 et 2,5 pour ces mêmes complexes. Afin de valider nos résultats et notre méthode par AUC et DLS, les complexes sont également caractérisés par diffusion statique de la lumière (SLS), et par microscopie électronique à balayage (SEM). Les résultats obtenus valident notre méthode et démontre que la combinaison des deux techniques, AUC et DLS, et une méthode puissante pour caractériser des polyplexes aussi bien en déterminant leur taille, leur stoechiométrie, leur porosité ou encore leur masse molaire.

Abstract

Analytical ultracentrifugation (AUC) and dynamic light scattering (DLS) were combined to characterize polyplexes formed with 10 kDa chitosan or 10 kDa PEI and oligodeoxynucleotides (ODN). Combined analysis revealed that both polyplexes were highly porous (over 80%) and that their weight-average hydrodynamic diameters were of 46 and 55 nm for chitosan/ODN and PEI/ODN complexes, respectively. Transformation of the sedimentation coefficient distribution to a size and molecular weight distribution, gave an average molecular weight of 19 and 29 MDa for chitosan and PEI polyplexes, respectively. Data from AUC also allowed for the calculation of the actual, dn / dc namely 0.117 and 0.152 for chitosan/ODN and PEI/ODN polyplexes respectively and N/P ratios, namely 1.3 and 2.5 for chitosans/ODN and PEI/DON polyplexes, respectively. Additional data from scanning electron miscroscopy and static light scattering confirmed the conclusions that were initially derived from AUC and DLS, thus validating that the combination of AUC and DLS is a powerful approach to characterize polyplexes in terms of refractive index increment, size and molecular weight distributions as well as porosity.