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Artículo de método

Entrega efectiva y segura de genes al riñón de ratón mediante inyección lenta retrógrada en la pelvis renal de vectores de virus adenoasociados

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DOI:

10.3791/67716

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1 de agosto de 2025

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En este artículo

Resumen

Este informe detalla el método de inyección localizada de vectores AAV a través de la pelvis renal para una transferencia de genes efectiva y segura al riñón del ratón.

Resumen

El desarrollo de herramientas y métodos in vivo eficaces para la administración de genes al riñón es crucial para avanzar en la investigación renal básica y la terapia génica para las enfermedades renales. Además, la creciente conciencia sobre las enfermedades renales monogénicas, impulsada por pruebas genéticas avanzadas, subraya el potencial de la terapia génica para tratar e incluso curar enfermedades renales genéticas difíciles de tratar. En este sentido, los vectores de virus adenoasociados (AAV) han atraído una atención cada vez mayor como una plataforma sólida para la administración de genes in vivo ; sin embargo, aún no se ha establecido completamente el método más eficaz y seguro para la administración de genes mediada por vectores AAV a cada tipo de célula terapéuticamente relevante en el riñón. Aquí, se detalla el método de inyección lenta de pelvis renal retrógrada (RP) de vectores AAV, y se demuestra su alto potencial para transducir riñones de ratón cuando se usa con cápsidas AAV seleccionadas adecuadamente. Además, se ha demostrado que este método es eficaz no solo con los vectores AAV (CsCl AAV) purificados por ultracentrifugación de cloruro de cesio estándar, sino también con minipreparados vectoriales AAV (CU AAV) ultrafiltrados centrífugamente, que se pueden preparar de forma rápida y sencilla utilizando técnicas que no requieren experiencia especializada en vectores AAV. Como ejemplo, este estudio demuestra que la inyección lenta de RP de los vectores CsCl y CU AAV-KP3 da como resultado una transducción robusta de túbulos proximales en el riñón del ratón sin daño tisular aparente, a diferencia de los enfoques hidrodinámicos informados anteriormente que inevitablemente conducen al daño tisular. Por lo tanto, este estudio destaca que la inyección lenta de RP retrógrada de vectores seleccionados derivados de la cápside de AAV es un método eficaz y seguro para la administración de genes al riñón. Este método será aplicable a un amplio espectro de investigación renal, incluidos los estudios de terapia génica. El uso de minipreparados vectoriales CU AAV aumentará significativamente el rendimiento y mejorará la eficiencia de tiempo y costos necesarios para generar datos preliminares y obtener información crucial.

Introducción

Los métodos eficaces y seguros para la administración de genes al riñón en animales experimentales pequeños y grandes brindan oportunidades cruciales para avanzar en la investigación renal básica y explorar enfoques terapéuticos innovadores. El establecimiento de tales métodos es particularmente relevante para la terapia génica para diversas enfermedades renales. Los avances recientes en las pruebas genéticas clínicas han revelado una mayor prevalencia de trastornos renales monogénicos de lo estimado anteriormente, afectando aproximadamente al 30% de los pacientes con enfermedades renales crónicas (ERC)1. La ER....

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Protocolo

Todos los experimentos con animales descritos aquí fueron aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad de Salud y Ciencias de Oregón (OHSU) y se realizaron de acuerdo con las pautas para el cuidado de animales en OHSU. En este estudio, se utilizaron ratones machos C57BL / 6J de ocho semanas de edad. Los reactivos y el equipo utilizado en este estudio se enumeran en la Tabla de Materiales.

1. Producción de vectores AAV mediante una transfección de plásmido libre de adenovirus

  1. Cultivo de 293 células de riñón embrionario huma....

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Resultados

Un estudio reciente ha identificado un pequeño subconjunto de cápsidas de AAV que exhibe una mejora notable de la transducción renal en comparación con AAV9 después de la inyección de RP38. El subconjunto identificado incluye AAV-KP3, una cápside quimérica de AAV generada por la mezcla de ADN41. Por lo tanto, AAV-KP3 fue elegido para la inyección de RP en este estudio, junto con AAV9 como punto de referencia. El vector AAV9-CAG-tdTomato (AA.......

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Discusión

Este informe ha detallado la inyección retrógrada lenta de vectores AAV como método de administración local para la administración de genes al riñón del ratón. Un paso crítico para realizar la inyección de RP de manera segura es el ajuste de la tasa de inyección de los vectores AAV para evitar daños parenquimatosos en los riñones inyectados. En un informe anterior sobre la inyección hidrodinámica de pelvis renal, se inyectaron 100 μL de solución de ADN plasmídico en el riñón del ratón en.......

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Divulgaciones

H.N. recibe una regalía de tecnologías relacionadas con AAV con licencia de Takara Bio Inc. y Capsigen Inc., se desempeña como consultor para empresas de biotecnología, es cofundador de Capsigen Inc. y posee acciones de Capsigen Inc. y Sphere Gene Therapeutics.

Agradecimientos

Agradecemos a Guangping Gao y James M. Wilson por proporcionarnos el plásmido auxiliar de AAV9 y a Katja Pekrun y Mark A. Kay por el plásmido auxiliar de AAV-KP3.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
0.45 μm PVDF syringe filterMilliporeSigmaSLHVR33RS
1.5 mL microcentrifuge tube Fisher Scientific05-408-129
15 mL polypropylene tubeCorning352097
16% paraformaldehyde (PFA)Electron Microscopy Sciences15710
250 mL centrifuge bottleFisher Scientific055641S24
2F Silicone tubingSai Infusion TechnologiesSIL-2-50 
25G butterfly needleMedex Supply26708
2-methylbutaneMilliporeSigmaMX0760
2x qPCR reaction bufferFisher Scientific43-676-59Power SYBR Green PCR Master Mix
30G needleBecton-Dickinson & Co305106
50 mL polypropylene tubeCorning430291
5-0 monofilament sutureEthiconY463G
5 M NaClLonza51202
6-0 absorbable sutureEthiconJ489G
7.5% Mini-PROTEAN TGX Precast
Protein Gels, 10-well, 30 µL
Bio-Rad4561023
Amersham ImageQuant 800 Western
Blot Imaging System (Cytiva)
Cytiva29459405
Amicon 100 kDa MWCO, 15 mL tubeMillipore SigmaUFC910024
Anti-aquaporin 2 (AQP2) antibodyAbcamab199975Un marcador para las células de los conductos colectores
Anti-Na-K-2Cl cotransporter 2
(NKCC2) antibody
StressMarq BiosciencesSPC-401Un marcador para las células del asa ascendente gruesa
Anti-rabbit IgG Alexa Fluor 647
antibody
Jackson ImmunoResearch111-605-144
Anti-Wilms Tumor 1 (WT1) antibodyAbcamab89901Un marcador para los podocitos
Beckman Coulter OptiSeal Tube,
Polypropylene, 29.9 mL
Fisher ScientificNC9691210
Beckman Coulter OPTISEAL TUBESFisher ScientificNC9611575
BenzonaseSigma-Aldrich1016970001
Bovine serum albumin (BSA)Sigma-Aldrich5470
Centrifugal ultrafiltration tubeMilliporeSigmaUFC9100Amicon 100 kDa MWCO, 15 mL
Ceramic bead tubeFisher Scientific15-340-154
Cesium chlorideSigma-AldrichC3032-1KG
Clamp applying forcepsFine Science Tools00071-14
Closed-loop heat padStryker Medical8002-062-012
Cotton-tipped applicatorPuritan806-WC
Cover glassFisher Scientific12-541B
Cryostat microtomeTanner ScientificTN50
Curved forcepsFine Science Tools11052-10
Curved-type micro vessel clipKleinert-Kutz65145Pinza para la arteria renal y la vena
renal
Dialysis cassetteFisher ScientificPIA52976
DNA extraction kitQiagen57704QIAamp MinElute Virus Spin Kit
D-SorbitolSigma-AldrichS6021-1KG
Dulbecco's Modified Eagle Medium-
high glucose
Corning15-013-CVDMEM-high glucose (4.5 g/L)
EDTAFisher Scientific15-575-020
EthanolDecon Laboratories2716GEA
Fetal bovine serum (FBS)VWR89510-186
Gas-tight glass syringeHamilton1710 TLL
Glutaraldehyde solutionSigma-AldrichG6257
Heat therapy pumpKent ScientificHTP-1500
HEPESSigma AldrichH4034-100G
Hoechst 33342InvitrogenH3570
HomogenizerFisher Scientific15-340-163
Human embryonic kidney (HEK) 293
cells
Agilent240073
Ice bucketFisher Scientific07-210-104
Infusion syringe pumpHarvard Apparatus70-4507
IsofluranePiramal Critical CareNDC 66794-017-10
L-glutamineFisher Scientific25030-081
Liquid blocker penTed Pella22309
Lotus tetragonolobus lectin (LTL)-
Fluorescein
Vector LaboratoriesFL-1321-2Un marcador para los túbulos proximales
Magnesium chloride (MgCl2)MilliporeSigmaM1028
MeloxicamVetOneNDC 86136-012-10Analgésico
Microscope glass slideFisher Scientific12-550-15
Mounting mediumSouthernBiotech0100-01
Needle holderFine Science Tools12501-13
OCT compoundSakura Finetek4583
Ophthalmic ointmentBausch & LombNDC 24208-313-34
PE-10 polyethylene tubeBD427401Diámetro interior: 0,28 mm
Penicillin & Streptomycin MixFisher Scientific15140-122
Phosphate-buffered saline (PBS)Fisher Scientific10010-049
Plastic cryomoldSakura Finetek4566
Poloxamer 188 Non-ionic Surfactant
(10%)
Fisher Scientific24-04

Referencias

  1. Groopman, E. E., et al. Diagnostic utility of exome sequencing for kidney disease. N Engl J Med. 380 (2), 142-151 (2019).
  2. Hussien, H., Apetrii, M., Covic, A. Health-related quality of life in patients with chronic kidney disease. Expert Rev Pharmaco....

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Reimpresiones y permisos

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