Izdelali smo prvi «multiscale« model elektroporacije tkiva (sistema celic), ki omogoča analizo elektroporacije v sistemu primerljivem tkivu. Dosedaj so obstajale ali rešitve na »bulk« nivoju tkiva kjer so lastnosti tkiv opisane samo z efektivno prevodnstjo ali pa rešitve za elektroporacijo (fomriranje por v membrani) na nivoju posamezne celice. Rešitev za vsiljeno transmembransko napetost in permabilizacije na posamezni celici je preko 3D numeričnega modela sklopljena s sistemov več celic, tako da lahko opazujemo efektivne lastnosti – kot je efektivna prevodnost, delež permabiliziranih celic in časovna dinamika na bolj realnem »tkivnem« modelu. Določili smo odvisnost deleža elektroporiranih celic of polja ter pokazali, da je po prehodnem pojavu elektoporacija trenuten proces. Model omogoča razširitev na specifično tkivo, saj vsebuje celice realnih oblik in porazdelitev po velikosti.
COBISS.SI-ID: 9058388
Dosedaj še ni popolnoma jasen mehanizem prehoda DNA v citoplazmo pri genski elektrotransfekciji, ena izmed hipotez pa je elektro-stimulirana endocitoza. Razvili smo protokol, ki omogoča vizualizacijo endocitoze po dovajanju električnih pulzov. Pokazali, da lahko opazujemo temeraturne odvisne spremembe endocitoze ter opazujemo proces znotraj celične vesikulacije pri izpostavitvi stresu. Ugotovili smo da ni povečanja endocitoze po izpostavitvi električnim pulzom, ki jih uporabljamo za elektrotransfekcijo. Naši rezultati kažejo, da je pravilna hipoteza o translokaciji DNA čez hidrofilne pore v lipidnem dvosloju, kar je pomembno za nadaljnje študije elektrotransfekcije.
COBISS.SI-ID: 8747092
Genska elektrotransfekcija je že zelo uveljavljena metoda vnosa genov vendar mehanizmi prehoda DNA v celice še niso pojasneni, prav tako pa kljub vrsti študij manjka sistematična analiza od in vitro eksperimentov do teoretične razlage in analize v modelu tkiva. V poglavju predstavimo in povežamo serijo naših rezultatov od razlage mehanizmov na nivoju membrane in optimizacije protokolov in vitro do analize elektrotransfekcije v 3D modelu tkiva in 3D numerične optimizacije. Prvič tudi predstavimo teoretično razlago pomena elektroforeza pri sub-optimalnih koncentracijah plazmida (relevantnih za razmere in vivo), analiziramo pomen molekul DNA v kontaktu s celično emmberano ter primerjamo različne pulzne protokole ter pokažemo zakaj so dolgi pulzi ali kombinacija visoko in nizko napetstnih pulzov bolj primerni za in vivo aplikacje v primerjavi s kratkimi pulzi, ki pa omogočajo zelo dobro viabilnost in vitro.
COBISS.SI-ID: 9632596