Vibration-based cell stimulation for non-viral gene delivery

This Thesis work was aimed at the development, validation and optimization of a new in vitro transfection technique, based on the combination of physical and non-viral vector-based methods, to efficiently improve the transfection efficiency (i.e. the successful introduction and expression of the transgene into cells) of PEI-based polyplexes. For this reason, an ad hoc transfection setup was developed to apply vibrational stimulation on cultured cells. The effectiveness of the device was assessed by a morphological analysis of stimulated cells. Next, transfection upon mechanical conditions was carried out with a set of PEI-based polyplexes differing in chemical composition, size and surface charge.

Questo progetto di tesi si è proposto di sviluppare, validare ed ottimizzare una nuova tecnica di trasfezione in vitro basata sulla combinazione di stimoli fisici e di vettori non virali al fine di aumentare l’efficienza di trasfezione dei complessi utilizzati. Per questa ragione, è stato sviluppato un setup sperimentale basato sulla stimolazione di cellule in termini di vibrazioni, al fine di creare perturbazioni a livello della membrana cellulare. L’efficacia del sistema è stata testata attraverso uno studio morfologico delle cellule sottoposte a stimolazione meccanica. Successivamente, la trasfezione in condizioni dinamiche (ovvero in presenza di stimolazione meccanica) è stata condotta tramite l’utilizzo di un set di complessi a base di PEI con differenti caratteristiche fisico- chimiche, per meglio comprendere l’influenza della stimolazione sulle condizioni standard di trasfezione.