Investigation of the usability of polymeric nanoparticle-based transfection agent for CRISPR/CAS9 in HUVEC cell line

Abstract

Genome editing technology is a promising, popular technology for diagnosing and treating many diseases. One of the most popular techniques utilized in genome editing research nowadays is the CRISPR/Cas system. The CRISPR/Cas system holds considerable potential for diagnostic and therapeutic applications due to its ease of use, speed, and affordability. The safe and effective delivery of the CRISPR-based genome editing system to the intended human body cells is one of the system's problems. This study investigated the silencing of the COX-2 gene via the CRISPR/Cas system using a PβAE-based transfection agent in the HUVEC cell line. Western blot analysis was performed to confirm COX-2 gene silencing in the HUVEC cell line, and the effects of COX-2 gene silencing on cell migration in these cells were examined. As a result, the transfection efficiency of the PβAE-based transfection agent for the HUVEC cell line was determined as 90-95%, and the CRISPR efficiency was calculated as 57.12% based on the Western blot results. It was revealed that the PβAE-based nanoparticles used in this study can be used as a good transfection agent in CRISPR/Casmediated genome editing in the HUVEC cell line, especially in plasmid transfection.

Genom düzenleme teknolojisi birçok hastalığın teşhisi ve tedavisi için umut vadeden, popüler bir teknolojidir. Günümüzde genom düzenleme araştırmalarında kullanılan en popüler tekniklerden biri CRISPR/Cas sistemidir. CRISPR/Cas sistemi, kullanım kolaylığı, hızı ve uygun fiyatı nedeniyle teşhis ve tedavi uygulamaları için önemli bir potansiyele sahiptir. CRISPR tabanlı genom düzenleme sisteminin amaçlanan insan vücudu hücrelerine güvenli ve etkili bir şekilde iletilmesi, sistemin sorunlarından biridir. Bu çalışma, HUVEC hücre hattında PβAE tabanlı bir transfeksiyon ajanı kullanılarak CRISPR/Cas sistemi aracılığıyla COX-2 geninin susturulmasını araştırdı. HUVEC hücre hattında COX-2 geninin susturulmasını doğrulamak için Western blot analizi yapıldı ve COX-2 geninin susturulmasının bu hücrelerdeki hücre göçü üzerindeki etkileri incelendi. Sonuç olarak, HUVEC hücre hattı için PβAE bazlı transfeksiyon ajanının transfeksiyon etkinliği %90-95 olarak belirlendi ve Western blot sonuçlarına göre CRISPR etkinliği %57,12 olarak hesaplandı. Bu çalışmada kullanılan PβAE bazlı nanopartiküllerin, özellikle plazmid transfeksiyonunda, HUVEC hücre hattında CRISPR/Cas aracılı genom düzenlemede iyi bir transfeksiyon ajanı olarak kullanılabileceği ortaya konuldu.