Os plasmídeos são fragmentos de DNA circular, os quais possuem uma existência independente nas células bacterianas, podendo ser transfectados de uma bactéria para outra. A incorporação de fragmentos de DNA heterólogo no plasmídeo vetorial permite a expressão e a tradução da proteína de interesse em células-alvo10.
Os vetores não virais são organizados em três tipos. O primeiro é o lipoplexo, à base de lipídios ou biodegradável, no qual o DNA plasmídeal é coberto por um lipídio, que pode ser catiônico, neutro ou aniônico, considerando que a carga superficial é uma propriedade físico-química importante. Até o momento, os vetores do tipo lipoplexos catiônicos são os mais utilizados, uma vez que as cargas opostas de plasmídeos, os quais são aniônicos e lipídios catiônicos, atraem-se eletrostaticamente, tornando o sistema mais estável. Uma carga final positiva aumenta a fixação do sistema aos proteoglicanos presentes na superfície de células-alvo e consequente condução para a endocitose. Vetores dos tipos neutros ou aniônicos tendem a ser menos estáveis que as partículas carregadas, devido à agregação entre eles e a fraca interação com as células, o que pode acarretar na liberação do sistema no espaço extracelular. Os vetores lipoplexos possuem vantagens de maior segurança e baixa citotoxicidade14,15.
Como desvantagem, os vetores lipoplexos tendem a se agregar sob condições fisiológicas, o que limita sua circulação e seu tempo de vida. Para contornar esse problema, uma das técnicas consiste em incorporar polietilenoglicol na superfície do lipoplexo, promovendo a redução da agregação e protegendo-o da opsonização por proteínas plasmáticas. A outra abordagem consiste em utilizar nanopartículas lipídicas sólidas para diminuir a agregação13.
O segundo tipo de vetor não viral é o poliplexo ou vetor inorgânico. A maioria dos poliplexos consiste num complexo nanomérico formado entre um polímero catiônico e ácidos nucleicos. Esses complexos nanoméricos são estáveis, protegem o ácido nucleico da degradação e são competentes para entrar em células, geralmente por endocitose. A diferença entre poliplexo e lipoplexo é que o vetor poliplexo não é capaz de liberar a sua carga de DNA para o citoplasma, sendo necessária a cotransfecção com agentes endossoma-líticos12,14,15. Entre os poliplexos, a polietilenimina se destaca pela elevada eficiência de transfecção; contudo, o uso clínico desse poliplexo é limitado, devido aos seus efeitos citotóxicos. Com isso, buscam-se alternativas como o quitosano, um polímero biocompatível, porém com transfecção inferior à polietilenimina. Pesquisas utilizando quitosano com enxerto de nanopartículas de polietilenimina demonstraram o aumento da eficiência desse polímero sem diminuir seu perfil de segurança13.
Além dos vetores citados acima, existem também os vetores lipopoliplexos, que são produzidos unindo-se as propriedades vantajosas dos lipoplexos e dos poliplexos. Os lipopoliplexos são mais estáveis, apresentam maior reprodutibilidade e eficiência de transfecção16.