استخدام الجسيمات النانوية الدهنية لتوصيل الرنا المرسال المعدل كيميائيا إلى خلايا الثدييات

Gokulnath Mahalingam; Aruna Mohan; Porkizhi Arjunan; Ajay Kumar Dhyani; Kanimozhi Subramaniyam; Yogapriya Periyasamy; Srujan Marepally

doi:10.3791/62407

مقالة منهجية

استخدام الجسيمات النانوية الدهنية لتوصيل الرنا المرسال المعدل كيميائيا إلى خلايا الثدييات

DOI:

10.3791/62407

⸱

يونيو 10, 2022

Gokulnath Mahalingam^*¹ , Aruna Mohan^*¹ , Porkizhi Arjunan^*¹ , Ajay Kumar Dhyani¹ , Kanimozhi Subramaniyam¹ , Yogapriya Periyasamy¹ , Srujan Marepally¹

¹Centre for Stem Cell Research, Christian Medical College Campus

^* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يقدم البروتوكول النسخ في المختبر (IVT) ل mRNA المعدل كيميائيا ، وإعداد الجسيمات الشحمية الموجبة ، والتحليل الوظيفي لتعداء mRNA التي تدعم الجسيمات الشحمية في خلايا الثدييات.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في السنوات الأخيرة ، ظهر الحمض النووي الريبي المرسال المعدل كيميائيا (mRNA) كجزيء قوي للحمض النووي لتطوير مجموعة واسعة من التطبيقات العلاجية ، بما في ذلك فئة جديدة من اللقاحات وعلاجات بدائل البروتين والعلاجات المناعية. من بين ناقلات التوصيل ، وجد أن الجسيمات النانوية الدهنية أكثر أمانا وفعالية في توصيل جزيئات الحمض النووي الريبي (على سبيل المثال ، siRNA و miRNA و mRNA) وبعض المنتجات قيد الاستخدام السريري بالفعل. لإثبات توصيل mRNA بوساطة الجسيمات الدهنية النانوية ، نقدم بروتوكولا محسنا لتخليق mRNA الوظيفي المعدل eGFP ، وتحضير الجسيمات الشحمية الموجبة ، والتكوين المركب الكهروستاتيكي ل mRNA مع الجسيمات الشحمية الموجبة ، وتقييم كفاءات التعدي في خلايا الثدييات. توضح النتائج أن هذه التعديلات حسنت بكفاءة من استقرار mRNA عند تسليمها مع الجسيمات الشحمية الموجبة وزادت من كفاءة ترجمة eGFP mRNA واستقرارها في خلايا الثدييات. يمكن استخدام هذا البروتوكول لتصنيع mRNA المطلوب وtransfect مع الجسيمات الشحمية الموجبة للتعبير الجيني المستهدف في خلايا الثدييات.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

كجزيء علاجي ، يوفر mRNA العديد من المزايا نظرا لطبيعته غير التكاملية وقدرته على نقل الخلايا غير الانقسامية عند مقارنته بالحمض النووي البلازميدي (pDNA)¹. على الرغم من أن توصيل mRNA قد تم إثباته في أوائل التسعينيات ، إلا أن التطبيقات العلاجية كانت محدودة بسبب افتقارها إلى الاستقرار ، وافتقارها إلى التنشيط المناعي ، وضعف كفاءة^{الترجمة 2}. ساعدت التعديلات الكيميائية التي تم تحديدها مؤخرا ، مثل pseudouridine 5'-triphosphate (Ψ-UTP) وميثيل pseudouridine 5'-triphosphate (me1Ψ-UTP) على mRNA ، في التغلب على هذه القيود ، وأحدثت ثورة في أبحاث mRNA ، وبالتالي جعلت mRNA أداة واعدة في كل من البحوث الأساسية والتطبيقية. يغطي نطاق التطبيقات توليد iPSCs للتطعيم والعلاج الجيني ^3,4.

بالتوازي مع التقدم في تقنية mRNA ، جعلت التطورات الكبيرة في أنظمة التوصيل غير الفيروسية توصيل mRNA فعالة ، مما يجعل هذه التكنولوجيا ممكنة للتطبيقات العلاجية المتعددة⁵. من بين النواقل غير الفيروسية ، وجد أن الجسيمات النانوية الدهنية فعالة في توصيل الأحماض النووية⁶^،⁷. في الآونة الأخيرة ، حصلت Alnylam على موافقة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) على أدوية siRNA القائمة على الدهون لعلاج أمراض الكبد ، بما في ذلك Patisiran للداء النشواني بوساطة الترانسثيرتين الوراثي (hATTR amyloidosis) و Givosiran للبورفيريا الكبدية الحادة (AHP) ⁸. خلال جائحة COVID19 ، أثبتت اللقاحات القائمة على mRNA المغلفة بالدهون من Pfizer-BioNtech و Moderna فعاليتها وحصلت على موافقات إدارة الغذاء والدواء^{الأمريكية} ^9,10. وبالتالي ، فإن توصيل mRNA الذي يمكن للدهون له إمكانات علاجية كبيرة.

هنا ، نصف بروتوكولا مفصلا لإنتاج eGFP mRNA المعدل كيميائيا ، في المختبر ، وإعداد الجسيمات الشحمية الموجبة ، وتحسين مركب mRNA-lipid والتعدين في خلايا الثدييات (الشكل 1).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. إنتاج mRNA معدل me1 Ψ-UTP

تحضير قالب الحمض النووي في المختبر (IVT)
ملاحظة: بالنسبة لإعداد قالب الحمض النووي IVT (محفز T7 - إطار القراءة المفتوح (ORF) للجين) ، قم بتصميم مجموعة تمهيدية خاصة بالجين محل الاهتمام. أضف تسلسل محفز T7 (5'-NNNNNNTAATACGACTCACTATAGGGNNNNNN-3') قبل التمهيدي الأمامي الخاص بالجين.
1. تحضير خليط تفاعل تفاعل البوليميراز المتسلسل كما هو موضح في الجدول 1.
  ملاحظة: قم بتشغيل ما لا يقل عن أربعة تفاعلات تفاعل البوليميراز المتسلسل لزيادة تركيز وجودة قالب الحمض النووي IVT ل IVT.
2. امزج خليط التفاعل تماما مع ماصة دقيقة وقم بتدويرها باستخدام جهاز ميكروفوج.
3. قم بتشغيل بروتوكول تدوير PCR الوارد في الجدول 2 على جهاز تدوير حراري.
تنقية قالب الحمض النووي IVT عن طريق الاستخراج العضوي / ترسيب الإيثانول
1. اضبط خليط تفاعل تفاعل البوليميراز المتسلسل المضخم إلى 200 ميكرولتر إجمالا باستخدام الماء المعالج ب DEPC في أنبوب ميكرو فوج سعة 1.5 مل (خال من النوكلياز).
2. أضف 200 ميكرولتر من الفينول / الكلوروفورم المشبع ب TE ، الرقم الهيدروجيني 8.0. دوامة بقوة لمدة 10 ثوان.
3. جهاز طرد مركزي عند 12,000 × جم لمدة 5 دقائق لفصلالمراحل ونقل المرحلة العليا المائية (حوالي 200 ميكرولتر) إلى أنبوب جديد 1.5 مل ميكرو فوج.
4. أضف 1/10⁽20 ميكرولتر) حجم من 3 M من أسيتات الصوديوم ، ودرجة الحموضة 5.5 ومجلدين (400 ميكرولتر) من 99-100٪ إيثانول. تخلط جيدا ثم تحتضن لمدة 30 دقيقة على الأقل عند -20 درجة مئوية.
5. بيليه قالب الحمض النووي عن طريق الطرد المركزي عند 12,000 × جم لمدة 15 دقيقة عند 4 درجات مئوية.
6. قم بإزالة المادة الطافية تماما دون إزعاج الحبيبات باستخدام ماصة دقيقة.
7. أضف 0.5 مل من 75٪ من الإيثانول إلى الحبيبات واقلبها 5-10 مرات.
8. جهاز طرد مركزي لمدة دقيقتين عند 12,000 × جم عند 4 درجات مئوية. ثم قم بإزالة الإيثانول تماما باستخدام ماصة دون إزعاج الحمض النووي.
9. اترك الحبيبات تجف في درجة حرارة الغرفة حتى تصبح الحبيبات شفافة قليلا.
10. أضف 20 ميكرولتر من الماء الخالي من النوكلياز وأعد تعليقه جيدا لبضع ثوان.
مراقبة الجودة لقالب IVT DNA المنقى
1. التحديد الكمي
  1. قم بقياس تركيز وجودة قالب الحمض النووي IVT المنقى باستخدام مقياس الطيف الضوئي الدقيق.
    ملاحظة: سيكون تركيز الحمض النووي المتوقع حوالي 300-600 نانوغرام / ميكرولتر ، قم بتخزين قالب الحمض النووي IVT عند -20 درجة مئوية على المدى الطويل.
2. الرحلان الكهربائي لهلام الاغاروز الحمض النووي
  ملاحظة: تهدف هذه التجربة إلى التحقق مما إذا كان قالب الحمض النووي IVT المنقى هو الحجم الصحيح وخالي من تلوث المنتج غير المحدد.
  1. لتحضير جل الاغاروز بنسبة 1٪ ، أضف 0.5 جم من الاغاروز و 50 مل من 1x TAE في قارورة مخروطية الشكل. ضعه في الميكروويف حتى يذوب الاغاروز تماما. تبرد الاغاروز في درجة حرارة الغرفة لمدة 5 دقائق.
  2. أضف 1 ميكرولتر من صبغة الحمض النووي (صبغة SafeView) لمحلول الاغاروز سعة 50 مل.
  3. صب محلول الاغاروز في صينية صب الجل بمشط واتركه حتى يتجمد الجل.
  4. أخرج المشط من الجل واحتفظ بالجل في خزان 1x TAE المخزن مؤقتا.
  5. امزج 10 ميكرولتر من سلم الحمض النووي 100-10000 نقطة أساس و 100-200 نانوغرام من منتج القالب المنقى PCR مع 2 ميكرولتر من المخزن المؤقت لتحميل الحمض النووي 6x بحجم إجمالي قدره 12 ميكرولتر.
  6. قم بتحميل كل عينة على الآبار المعنية وقم بتشغيلها عند 100 فولت لمدة 45-60 دقيقة على الأقل.
  7. تصور نطاقات الحمض النووي على أداة توثيق الهلام (الشكل 2).
تخليق الحمض النووي الريبي المعدل me1Ψ-UTP
ملاحظة: قبل البدء في هذه التجربة ، يجب تنظيف منطقة العمل (تدفق الهواء الرقائقي) بنسبة 70٪ من الإيثانول في المياه المعالجة ب DEPC. استخدم أنابيب معقمة خالية من النوكلياز والسموم الداخلية ومنخفضة الاحتجاز وأطراف حاجز المرشح. ضع 70٪ من الإيثانول بشكل متكرر على الأيدي التي ترتدي القفازات.
1. قم بإعداد خليط تفاعل IVT كما هو موضح في الجدول 3 في درجة حرارة الغرفة في أنبوب 0.2 مل واخلطه جيدا باستخدام ماصة دقيقة.
2. قم بتدوير الأنبوب لمدة 10 ثوان في جهاز ميكروفوج.
3. احتضن عند 37 درجة مئوية لمدة 3 ساعات في الدراجة الحرارية.
تدهور قالب الحمض النووي IVT بواسطة علاج DNase 1
1. أضف 1 ميكرولتر من 1 U / μL DNase 1 (خالي من RNase) إلى مزيج تفاعل IVT واحتضنه عند 37 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة.
تنقية الحمض النووي الريبي عن طريق الاستخراج العضوي / ترسيب أسيتات الأمونيوم
1. اضبط حجم مزيج تفاعل IVT إلى 200 ميكرولتر مع 179 ميكرولتر من المياه المعالجة DEPC.
2. أضف 200 ميكرولتر من الهيدروجيني المشبع بالفينول / الكلوروفورم 8.0. دوامة لمدة 10 ثوان.
3. جهاز طرد مركزي عند 12,000 × جم لمدة 5 دقائق عند 25 درجة مئوية لفصل المرحلتين.
4. انقل المرحلة العلوية المائية (200 ميكرولتر) إلى أنبوب 1.5 مل وأضف 200 ميكرولتر من أسيتات الأمونيوم 5 أم. تخلط جيدا ثم تحتضن لمدة 15 دقيقة على الجليد لتسريع الحمض النووي الريبي.
5. قم بحبيبات الحمض النووي الريبي المترسب عن طريق الطرد المركزي عند 12,000 × جم لمدة 15 دقيقة عند 4 درجات مئوية وقم بإزالة المادة الطافية تماما باستخدام ماصة دقيقة.
6. اغسل حبيبات الحمض النووي الريبي باستخدام 70٪ إيثانول واقلبها 5-10 مرات. جهاز طرد مركزي عند 12,000 × جم لمدة 5 دقائق عند 4 درجات مئوية.
7. قم بإزالة المادة الطافية تماما باستخدام ماصة دقيقة دون إزعاج حبيبات الحمض النووي الريبي.
8. اترك الحبيبات تجف في درجة حرارة الغرفة حتى تصبح الحبيبات شبه شفافة. ثم أعد تعليق الحبيبات في 60-75 ميكرولتر من الماء الخالي من RNase.
مراقبة الجودة للحمض النووي الريبي المنقى
1. التحديد الكمي
  1. قم بقياس تركيز الحمض النووي الريبي المنقى وجودته باستخدام مقياس الطيف الضوئي الدقيق.
    ملاحظة: سيكون عائد الحمض النووي الريبي المتوقع 140-180 ميكروغرام للحمض النووي الريبي غير المعدل و 100-150 ميكروغرام للحمض النووي الريبي المعدل me1Ψ-UTP لكل تفاعل ، اعتمادا على حجم الجين محل الاهتمام وجودة قالب الحمض النووي IVT. وينبغي أن تكون النوعية المثلى نسبة OD₂₆₀/OD₂₈₀ حوالي 1.9-2.0 ونسبة_{OD 260}/OD₂₃₀ >2.0. قم بتخزين الحمض النووي الريبي عند -20 درجة مئوية لفترة قصيرة.
2. تغيير طبيعة الرحل الكهربائي لهلام الاغاروز الحمض النووي الريبي
  ملاحظة: يتم إجراء هذه التجربة للتحقق مما إذا كان الحمض النووي الريبي المركب بالطول الصحيح وخاليا من تلوث المنتج الثانوي IVT.
  1. لتحضير جل الاغاروز بنسبة 1٪ ، أضف 0.5 جم من الاغاروز و 50 مل من 1x TAE في قارورة مخروطية الشكل. ضعي المحلول في الميكروويف حتى يذوب الاغاروز تماما. احتفظ بمحلول الاغاروز في درجة حرارة الغرفة لمدة 5 دقائق حتى يبرد.
  2. أضف 1 ميكرولتر من صبغة الحمض النووي لمدة 50 مل من محلول الاغاروز 1٪.
  3. صب محلول الاغاروز في صينية صب الجل بمشط واتركه حتى يتجمد الجل.
  4. أخرج المشط من الجل واحتفظ بالجل في خزان 1x TAE المخزن مؤقتا.
  5. قم بإعداد عينة صبغة تحميل الحمض النووي الريبي كما هو موضح في الجدول 4.
  6. سخني العينات على حرارة 65 درجة مئوية لمدة 10 دقائق ثم احتفظي بالعينات على الثلج.
  7. قم بتحميل كل عينة على الآبار المعنية وقم بتشغيلها بسرعة 100 فولت لمدة 45-60 دقيقة على الأقل.
  8. تصور نطاقات الحمض النووي الريبي على أداة توثيق هلام (الشكل 3).
تخليق mRNA المعدل me1Ψ-UTP عن طريق السد الأنزيمي ومخلفات poly-A
ملاحظة: كفاءة السد ل IVT RNA باستخدام الطريقة الأنزيمية هي 100٪. ومن ثم ، استخدمنا السد الأنزيمي ل Cap-1 في تخليق mRNA في هذا البروتوكول. أضفنا ذيول بولي أ بطول >150 قاعدة أمبير لكل جزيء لتحسين الكفاءة الانتقالية ل mRNA.
1. أضف 55-60 ميكروغرام من الحمض النووي الريبي IVT المنقى واجعله يصل إلى 72 ميكرولتر باستخدام الماء الخالي من RNase في أنبوب سعة 1.5 مل.
2. قم بتغيير طبيعة الحمض النووي الريبي عند 65 درجة مئوية لمدة 10 دقائق في خلاط حراري ثم ضع الأنبوب على الفور على الجليد لمدة 5 دقائق.
3. في هذه الأثناء ، قم بإعداد خليط تفاعل السد كما هو موضح في الجدول 5.
4. أضف خليط تفاعل السد و 4 ميكرولتر من إنزيم السد إلى الحمض النووي الريبي المشوه واخلطه جيدا بواسطة الماصة الدقيقة. قم بتدوير الأنبوب لمدة 10 ثوان في جهاز ميكروفوج.
5. احتضان خليط التفاعل عند 37 درجة مئوية لمدة ساعتين.
6. بعد ساعتين ، احتفظ بالأنبوب على الجليد وقم بإعداد مزيج المخلفات الرئيسي Poly A كما هو موضح في الجدول 6.
7. أضف مزيج المخلفات الرئيسي Poly A إلى محلول الحمض النووي الريبي المغطى واخلطه جيدا بواسطة الماصة الدقيقة. قم بتدوير الأنبوب لمدة 10 ثوان في جهاز ميكروفوج.
8. احتضان خليط التفاعل عند 37 درجة مئوية لمدة ساعتين.
  ملاحظة: يمكن إخضاع mRNA للتنقية على الفور ، أو يمكن تخزين mRNA الخام عند -20 درجة مئوية بين عشية وضحاها.
تنقية IVT mRNA
1. قم بتنقية mRNA عن طريق الاستخراج العضوي / ترسيب أسيتات الأمونيوم كما هو موضح في قسم البروتوكول 1.6.
2. أعد تعليق حبيبات mRNA ب 60 ميكرولتر من الماء الخالي من RNase.
مراقبة الجودة لل mRNA المنقى
1. اتبع بروتوكول مراقبة الجودة كما هو موضح في القسم 1.7 من البروتوكول.
  ملاحظة: يجب أن يظهر نطاق mRNA فوق نطاق الحمض النووي الريبي بسبب إضافة مخلفات Poly-A في الرحلان الكهربائي لهلام الاغاروز الحمض النووي الريبي المتغير (الشكل 3). أيضا ، يزيد مخلفات Poly-A من إنتاجية mRNA (يجب أن يكون > تركيز الحمض النووي الريبي). بعد القياس الكمي ، ضع حصصا متعددة من mRNA بتركيز 1 ميكروغرام / ميكرولتر وقم بتخزينها على الفور عند -80 درجة مئوية. تجنب دورات التجميد والذوبان المتعددة للحمض النووي الريبي لمنع تدهور الرنا المرسال المركب.

2. تحضير الجسيمات الشحمية الموجبة وتقييم خصائص تعداء الحمض النووي الريبي المرسال في المختبر

تحضير الجسيمات الشحمية
1. لتحضير الجسيم الشحمي الكاتيوني 1 ملي مولار ، استخدم الدهون الكاتيونية: DOPE: الكوليسترول في النسبة المولية 1: 1: 0.5.
2. قم بإذابة النسب المولية المناسبة للدهون الموجبة والكوليسترول و DOPE (1،2-dioleoyl-sn-glycerol-3-phosphoethanolamine) في الكلوروفورم (200 ميكرولتر) في قارورة زجاجية.
3. استخدم تدفقا رقيقا من غاز النيتروجين الخالي من الرطوبة لإزالة المذيبات.
4. احتفظ بالدهون المجففة تحت فراغ عالي لمزيد من التجفيف لمدة ساعتين.
5. أضف 1 مل من الماء المعقم منزوع الأيونات إلى الدهون المجففة بعد التجفيف بالتفريغ واترك الخليط ينتفخ طوال الليل.
6. دوامة القارورة في درجة حرارة الغرفة لعمل حويصلات متعددة الأحادية (MUVs).
7. استخدام صوتنة الحمام متبوعا بصوتنة مسبار بقوة 25 واط لصنع حويصلات أحادية الصفيحة صغيرة (SUVs) من الحويصلات أحادية الصفيحة متعددة (MUVs).
  ملاحظة: يجب أن تبدو سيارات الدفع الرباعي كمحلول جسيم شحمي شفاف. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فقم بزيادة عدد النبضات التي تبلغ مدتها 30 ثانية وإيقاف تشغيلها بفاصل زمني قدره 1 دقيقة. يتم قياس الأقطار الهيدروديناميكية وإمكانات السطح (الشكل 4) في محلل حجم الجسيمات.
تكوين مركب mRNA / الجسيمات الشحمية ومقايسة التخلف الهلامي
1. لتحضير نسب شحنة حمض الريبي الدهني المختلفة من 1: 1 إلى 8: 1 ، قم بتخفيف mRNA والجسيم الشحمي الكاتيوني في الماء منزوع الأيونات بشكل منفصل كما هو موضح في الجدول 7.
2. امزج الرنا المرسال المخفف بمحلول الجسيمات الشحمية كما هو موضح في الجدول 7 واحتضنه لمدة 10 دقائق في درجة حرارة الغرفة لتكوين lipoplex.
3. أضف 20 ميكرولتر من صبغة تحميل الحمض النووي الريبي 2x إلى المركب وقم بتحميلها على البئر. يعمل mRNA وحده كعنصر تحكم.
4. قم بتحميل العينات على جل الاغاروز 1٪ في 1x TAE عازلة وقم بتشغيلها عند 100 فولت لمدة 45 دقيقة.
5. تصور نطاقات الحمض النووي الريبي على أداة توثيق هلام (الشكل 5).
تعداء mRNA في المختبر
1. قم بزرع 45,000 خلية ثدييات لكل بئر من 48 صفيحة بئر في وسائط كاملة ثم تحتضن عند 37 درجة مئوية لمدة 16 إلى 20 ساعة من التعدين.
2. بعد 16 إلى 20 ساعة ، تحقق من كثافة الخلية. في وقت التعدي ، يجب أن يكون التقاء الخلية حوالي 80٪.
3. إلى أنابيب 0.5 مل ، أضف 150 نانوغرام من مركب mRNA المشفر للبروتين GFP مع نسبة شحنة 1: 1 من الجسيمات الشحمية الموجبة و mRNA في وسط DMEM بدون مصل. الحجم الكلي يصل إلى 20 ميكرولتر.
4. احتضن في درجة حرارة الغرفة لمدة 10 دقائق.
5. أضف lipoplex إلى الخلايا واحتضانه لمدة 4 ساعات في حاضنة 37 درجة مئوية و 5٪ ثاني أكسيد الكربون₂ .
6. قم بإزالة الوسائط دون إزعاج الخلايا. أضف 250 ميكرولتر من الوسائط الكاملة مع 10٪ FBS (الجدول 8) في كل بئر.
7. بعد 72 ساعة من التعدي ، اعرض تعبير GFP تحت المجهر الفلوري (الشكل 6 ، 7).
8. لتحديد تعبير GFP ، قم بمعالجة الخلايا لتحليل مقياس التدفق الخلوي.
9. قم بإزالة الوسائط واغسلها باستخدام 1x PBS مرتين. قم بتربسين الخلايا ومعالجة الخلايا لتحديد النسبة المئوية للخلايا الموجبة ل GFP في مقياس التدفق الخلوي.
10. احصل على الخلايا في مقياس التدفق الخلوي باستخدام الليزر 488. قم بإخراج السكان الأحياء من ذلك وتحليل النسبة المئوية للخلايا الإيجابية ل GFP. حدد متوسط شدة الفلورسنت (MFI) (الشكل 6 ، 7).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

قمنا بتحسين بروتوكول إنتاج mRNA المعدل me1Ψ-UTP ، وإعداد الجسيمات الشحمية ، وتجارب تعداء mRNA مع الجسيمات الشحمية الموجبة في خلايا ثدييات متعددة (الشكل 1). لتصنيع mRNA ، تم تضخيم قالب eGFP IVT المحسن لكودون الثدييات من متجه تعبير الثدييات mEGFP-N1 وتنقيته بطريقة الاستخراج العضوي / ترسيب الإيثانول (الشكل 2). في وقت لاحق ، تم إنتاج الحمض النووي الريبي و mRNA المعدل me1Ψ-UTP بواسطة عملية IVT. أظهرت بيانات الرحلان الكهربائي لهلام الحمض النووي الريبي المركب تغيير طبي...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

كانت التطبيقات العلاجية ل mRNAs غير المعدلة محدودة بسبب نصف عمرها الأقصر وقدرتها على تنشيط الاستجابات المناعية الفطرية داخل الخلايا ، مما يؤدي بدوره إلى ضعف التعبير عن البروتين في الخلايا المنقولة¹¹. Katalin et al. أظهر أن الحمض النووي الريبي الذي يحتوي على نيوكليوسيدات معدلة مثل m5C و m6A و ΨU و me1Ψ-UTP يمكن أن يتجنب تنشيط TLR¹². والأهم من ذلك ، أن دمج ΨU أو me1Ψ-UTP في IVT mRNA أظهر كفاءة انتقالية فائقة للبروتينات المستهدفة ، وتحسين الاس...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

لا إفصاحات

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يشكر MS قسم التكنولوجيا الحيوية ، الهند ، على الدعم المالي (BT / PR25841 / GET / 119/162/2017) ، والدكتور ألوك سريفاستافا ، رئيس CSCR ، Vellore ، على دعمه والدكتور سانديا ، المرافق الأساسية ل CSCR للتصوير وتجارب FACS. نشكر R. Harikrishna Reddy و Rajkumar Banerjee ، قسم علم الأحياء التطبيقي ، CSIR-المعهد الهندي للتكنولوجيا الكيميائية Uppal Road ، تارناكا ، حيدر أباد ، 500 007 ، TS ، الهند ، لمساعدتهم في تحليل البيانات الفيزيائية والكيميائية للجسيمات الشحمية. Vigneshwaran V ، و Joshua A ، CSCR لمساعدتهم في صنع الفيديو.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسم	الشركة	رقم فهرسي	التعليقات
Agarose	Lonza	50004
Bath sonicator	DNMANM Industries	USC-100
الدهون الموجبة المبنية	في المختبر
Chlorofrom	MP biomedicals	67-66-3	"Caution"
الكوليسترول	Himedia	GRM335
DEPC الماء	SRL BioLit	66886
DMEM	Lonza	12-604F
سلم الحمض	النووي GeneDireX	DM010-R50C
DOPE	TCI	D4251
EDTA ملح الصوديوم	MP الطب الحيوي	194822
الإيثانول	هايمان	F204325	"تحذير"
مصل الأبقار الجنيني	جيبكو	10270
قياس التدفق الخلوي	BD	FACS Celesta
Fluroscence المجهر	Leica	MI6000B
نظام توثيق	الجل Cell Biosciences	Flurochem E
حمض الخليك الجليدي	فيشر العلمي	85801	"تحذير"
mEGFP-N1 ، ناقلات تعبير الثدييات	Addgene	54767
N1-Methylpseudo-UTP	جينا بيوساينس	NU-890
الفينول: الكلوروفورم: إيزوأميل ألكول (25:24: 1) ، درجة الحموضة 8.0	SRL BioLit	136112-00-0	"تحذير" محلول
ملحي للفوسفات (PBS) ، درجة الحموضة 7.4	CellClone	CC3041
مسبار سونيكاتور	سونيكس فيبرا سيلز	VCX130
سلم الحمض النووي الريبي	NEB	N0362S
مثبط RNase	Thermo Scientific	N8080119
SafeView صبغ	abm	G108
أسيتات الصوديوم	Sigma	S7545
Thermocycler	الأنظمة الحيوية التطبيقية	4375786
Thermomixer	Eppendrof	22331
Tris buffer	SRL BioLit	71033
Trypsin	جيبكو	25200056

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Sahin, U., Kariko, K., Tureci, O. mRNA-based therapeutics--developing a new class of drugs. Nature Reviews Drug Discovery. 13 (10), 759-780 (2014).
Schlake, T., Thess, A., Fotin-Mleczek, M., Kallen, K. J. Developing mRNA-vaccine technologies. RNA Biology. 9 (11), 1319-1330 (2012).
Carlile, T. M., et al. Pseudouridine profiling reveals regulated mRNA pseudouridylation in yeast and human cells. Nature. 515 (7525), 143-146 (2014).
Kariko, K., Buckstein, M., Ni, H., Weissman, D. Suppression of RNA recognition by Toll-like receptors: the impact of nucleoside modification and the evolutionary origin of RNA. Immunity. 23 (2), 165-175 (2005).
Guan, S., Rosenecker, J. Nanotechnologies in delivery of mRNA therapeutics using nonviral vector-based delivery systems. Gene Therapy. 24 (3), 133-143 (2017).
Srujan, M., et al. The influence of the structural orientation of amide linkers on the serum compatibility and lung transfection properties of cationic amphiphiles. Biomaterials. 32 (22), 5231-5240 (2011).
Dharmalingam, P., et al. Transfection: Cationic Lipid Nanocarrier System Derivatized from Vegetable Fat, Palmstearin Enhances Nucleic Acid Transfections. ACS Omega. 2 (11), 7892-7903 (2017).
Hoy, S. M. Patisiran: First Global Approval. Drugs. 78 (15), 1625-1631 (2018).
Anderson, E. J., et al. Safety and Immunogenicity of SARS-CoV-2 mRNA-1273 Vaccine in Older Adults. New England Journal of Medicine. , (2020).
Polack, F. P., et al. Safety and Efficacy of the BNT162b2 mRNA Covid-19 Vaccine. New England Journal of Medicine. , (2020).
Schlee, M., Hartmann, G. Discriminating self from non-self in nucleic acid-sensing. Nature Reviews Immunology. 16 (9), 566-580 (2016).
Kariko, K., Buckstein, M., Hi, H., Weissman, D. Suppression of RNA recognition by Toll-like receptors: The impact of nucleoside modification and evolutionary origin of RNA. Immunity. 23 (2), 165-175 (2005).
Mauger, D. M., et al. mRNA structure regulates protein expression through changes in functional half-life. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 116 (48), 24075-24083 (2019).
Vaidyanathan, S., et al. Uridine Depletion and Chemical Modification Increase Cas9 mRNA Activity and Reduce Immunogenicity without HPLC Purification. Molecular Therapy - Nucleic Acids. 12, 530-542 (2018).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

استخدام الجسيمات النانوية الدهنية لتوصيل الرنا المرسال المعدل كيميائيا إلى خلايا الثدييات

في هذه المقالة

ملخص

الملخص

المقدمة

البروتوكول

النتائج

المناقشة

الإفصاحات

شكر وتقدير

المواد

المراجع

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

مقالات ذات صلة