Development of nanoparticles for gene therapy.

• Thesis title in Czech: Vývoj nanočástic vhodných pro genovou terapii.
• Thesis title in English: Development of nanoparticles for gene therapy.
• Key words: lipidické nanočástice, RNA, genová terapie, doprava léčiv
• English key words: lipid nanoparticles, RNA, gene therapy, drug delivery
• Academic year of topic announcement: 2018/2019
• Thesis type: dissertation
• Thesis language: angličtina
• Department: Department of Genetics and Microbiology (31-140)
• Supervisor: Mgr. Klára Grantz Šašková, Ph.D.
• Author: hidden - assigned by the advisor
• Date of registration: 12.10.2018
• Date of assignment: 12.10.2018

Preliminary scope of work

Cílem navrhovaného doktorského projektu je příprava a kompletní charakterizace lipidických nanočástic obsahujících mRNA či jiné druhy nukleových kyselin. Nanočástice o různém lipidovém složení budou testovány nejprve na buněčných liniích in vitro a následně bude jejich účinek prokázán in vivo na myším modelu.
Počáteční fáze práce bude zaměřena na přípravu a charakterizaci mikrogramových množství IVT mRNA o správné struktuře, jejíž stabilita v buňce bude pomocí vhodných úprav maximalizována. Tato mRNA bude kódovat fluorescenční protein (mKate2, GFP) za účelem vhodného monitorování a evaluace výsledků. Dále budou navrženy postupy přípravy různého druhu lipidických nanočástic nesoucích mRNA. Tyto částice budou charakterizovány metodami DLS (z anglického Dynamic Light Scattering) a cryo-TEM (z anglického Cryogenic transmission electron microscopy) a účinnost transfekce bude sledována pomocí cytometrie.
Výsledky této práce mohou zásadně přispět k porozumění různých možností cíleného dopravování nanočástic v těle, způsobu jejich skládaní, internalizace do buňky a následného rozbalování a stejně tak i možného použití v genové terapii různých genetických onemocnění.

Preliminary scope of work in English

The focus of the proposed doctoral project is a detailed characterization of lipid nanoparticles containing mRNA or other types of nucleic acid. Nanoparticles of various lipid composition will be first tested in cell cultures in vitro and then their efficiency will also be proved in vivo in mouse model.
At the beginning of the project we will focus on the preparation and characterization of micrograms of IVT mRNA. The stability of the mRNA in the cell will be improved by chemical modifications. This model mRNA will encode fluorescent protein such as mKate2 or GFP. Next, we will focus on the preparation of mRNA-lipid nanoparticles. Such nanoparticles will be characterized by DLS (Dynamic light scattering) or cryo-TEM (Cryogenic transmission electron microscopy) and the transfection efficacy of such nanoparticles will be monitored by flow cytometry.
The results of this project will improve the overall understanding of specific nanoparticle cell delivery, mode of the assembly and disassembly as well as their use for gene therapy as a treatment for different genetic diseases.