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Qui dimostriamo una metodologia altamente efficiente e accessibile per selezionare e consegnare tramite iniezione coda un miRNA utilizzando rAAV9 come un vettore virale per target del muscolo scheletrico e motoneuroni nei topi. 14 rispetto ad altre strategie di RNAi, Mirna sono meno tossici e meno immunogeno. 18 inoltre, le loro piccole dimensioni li rendono ben adatto alla capacità limitata confezione di vettori virali. 2 gli algoritmi di calcolo e strumenti di previsione permettono l'identificazione del presunto miRNA-mRNA bersaglio. Una volta identificati, devono essere verificati gli effetti di miRNA sull'espressione del gene bersaglio. Un approccio comune è quello di iperesprimono un determinato miRNA in vitro e rilevare i livelli di espressione della proteina bersaglio mediante analisi western. 14 , 19
Vari studi hanno utilizzato strategie virali e non virali per la consegna di Mirna. 13 qui abbiamo usato virus adeno-associato (AAV) come uno strumento di consegna del gene. Rispetto ad altri vettori virali, AAV suscita bassa immunogenicità, permette il trasferimento genico a lungo termine, e ha un vasto spettro di tropismo nel dividere e cellule di divisione. 18 questo metodo di consegna può anche eludere la necessità di modificazione chimica che può influire sulla funzionalità e specificità della molecola del RNA. Ci sono diversi sierotipi di AAV, che sono principalmente determinati dalla composizione delle proteine del capside. Questi sierotipi diversi nel loro tropismo e trasducono diversi tipi di cellule. È necessario selezionare il sierotipo corretto quando si considera il tessuto bersaglio. Abbiamo scelto rAAV9, grazie alla sua efficienza di trasduzione alta nel sistema nervoso centrale e del muscolo scheletrico dopo somministrazione periferica19,20. Questo approccio ha mostrato una maggiore efficacia di trasduzione in animali neonatali rispetto ad animali adulti, probabilmente a causa di differenze nella composizione della matrice extracellulare, neurone-a-glia rapporto e maturità della barriera emato-encefalica. 21 , 22
Un passo importante in questo protocollo è il design del vettore di espressione. Rispetto ai vettori di sialophosphoprotein, che risentono della bassa espressione del gene secondo confrontato con il primo gene accanto il promotore, il vettore di promotore dual consente una configurazione back to back producendo così alta espressione dei miRNA ed EGFP, che permette la localizzazione del quieto nel tessuto del mouse dall'immunofluorescenza.
L'iniezione endovenosa di AAV9 ha provocato ad alta efficienza e trasduzione omogenea nei tessuti bersaglio, muscolo scheletrico e motoneuroni. Questa via di iniezione consente la dose somministrata di raggiungere la circolazione sistemica e attraversare la barriera del cervello, che è importante per le terapie del sistema nervoso centrale di targeting. Inoltre, è un metodo non invasivo per la consegna al SNC. Espressione di miR-298 aumentato nel midollo spinale e nel muscolo dopo 2-4 settimane con una singola iniezione periferica a 5 settimane dell'età. Quando utilizzando vettori AAV singolo filamento del genoma, la sintesi de novo del secondo filo del DNA può rappresentare per la trasduzione in ritardo. 23
Livelli di miR-298 umana erano inosservabili in topi trattati 20 settimane dopo una singola somministrazione, suggerendo che per malattie croniche, iniezioni multiple possono essere necessarie per raggiungere un beneficio terapeutico. Tuttavia, miRNA degradazione nel tempo può essere limitante quando una permanente somministrazione ripetuta è necessaria. Inoltre, immunità adattativa a vettori AAV può formare un altro ostacolo a una consegna di successo del gene. 24 così generazione di vettori AAV che sono immunologicamente inerte è cruciale per somministrazione ripetuta e il raggiungimento di effetti a lungo termine con questo promettente sistema di consegna. 25
Una limitazione sull'uso di miRNA come strategia terapeutica è il rischio di effetti fuori bersaglio. Mirna possono interagire attraverso incomplementary appaiamento con altre trascrizioni del gene, che comporta un rischio di sicurezza con questo approccio. Migliorata la progettazione delle sequenze di RNAi, compreso l'uso di Mirna non canonico, ad esempio mirtrons, che ignorare il complesso di micro-processore e vasti studi di sicurezza e la tollerabilità a lungo termine sono fondamentali prima di tradurre la strategia in una cassetta di sicurezza e terapia efficace. 26 , 27 , 28
Il metodo qui descritto è stato originariamente sviluppato per la sovraespressione di miRNA, ma può essere utilizzato anche per la terapia di inibizione di miRNA utilizzando recentemente.