Name: La consegna dei terapeutica siRNA al SNC Utilizzando cationici e anionici liposomi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-23T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 33 s
Description: Scopri come consegnare siRNA al sistema nervoso centrale utilizzando liposomi cationici e anionici con peptidi neuro-targeting. Questo metodo permette il superamento della barriera ematoencefalica per trattare malattie neurodegenerative.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Vorremmo ringraziare le seguenti fonti di finanziamento: il programma di formazione per la ricerca traslazionale sulle malattie infettive della CSU (ID:TRTP) e il programma di sovvenzioni per la ricerca NIH (R01 NS075214-01A1). Ringraziamo il laboratorio Telling per l'utilizzo del loro anticorpo monoclonale PRC5. Vorremmo anche ringraziare il laboratorio Dow per i liposomi DOTAP e per aver condiviso la loro esperienza nella generazione di liposomi.

Tutti i topi sono stati allevati e mantenuti in laboratorio le risorse animali, accreditati dalla Associazione per la valutazione e l&#39;accreditamento del laboratorio Animal Care International, secondo protocolli approvati dal Comitato Cura e uso istituzionale degli animali presso la Colorado State University. 1. Preparazione di LSPCs <ol><li> Utilizzare un 1: 1 DOTAP (1,2-dioleoyl-3-trimetilammonio-propano): rapporto di colesterolo per LSPCs. Per una preparazione nmole liposoma 4, mescolare 2 nmoli di DOTAP e 2 nmoli di colesterolo in 10 ml di una miscela 1: 1 di cloroformio: metanolo soluzione in un pallone. </li><li> Far evaporare 9 ml di cloroformio: soluzione di metanolo con N 2 gas in una cappa aspirante. Evaporare ultimi 1 ml di solvente in una cappa aspirante notte senza gas. Osservare un sottile film lipidico sul fondo del pallone. </li><li> Calore 10 ml di una soluzione di saccarosio al 10% a 55 ° C. </li><li> Versare la soluzione di saccarosio al 10% riscaldato sul sottile film lipidico lentamente, vale a dire 1 ml / min, mentre la gente roteare il pallone. Mantenere il saccarosio 10% e pallone con lipidi a 55 ° C in modo che le molecole lipidiche rimangono nella fase gel-liquido. risultati di reidratazione in vescicole (MLV) formazione multilamellare. </li><li> Consentire lipidi reidratare a 55 ° C per almeno un ora prima dimensionamento dei liposomi. </li><li> Assemblare un estrusore secondo le istruzioni del produttore con 1,0 micron filtri o utilizzare filtri per siringa 1,0 micron per il dimensionamento. </li><li> Aggiungere 1 ml della sospensione di liposomi riscaldato a una delle siringhe sul estrusore, e passare la sospensione tra le due siringhe 11 volte. Assicurarsi che la sospensione è nella siringa opposta rispetto alla siringa di partenza dopo le 11 passate. </li><li> Dimensione liposomi nuovo attraverso 0,45 micron poi 0,2 micron filtri per generare grandi vescicole unilamellari (luvs). Mantenere la sospensione di liposomi riscaldato per facilitare dimensionamento. </li><li> Incubare 20 microlitri della sospensione di liposomi 4 nmole (200 mM) con 200 ml di a 20 pM (4totale nmole) soluzione di riserva siRNA per 10 minuti a temperatura ambiente. </li><li> Incubare 80 microlitri di una 500 micron (40 nmole totale) stock soluzione RVG-9r con la soluzione / liposomi siRNA per 10 minuti a temperatura ambiente. LSPCs devono essere utilizzati al più presto possibile, ma possono essere utilizzati fino a diverse ore dopo la preparazione. LSPCs Conservare a 4 ° C per diverse ore dopo la preparazione. </li></ol> 2. Preparazione di PALETS <ol><li> Utilizzare un 55: rapporto di 5 molare di entrambi DSPE (1,2-distearoil-sn-glycero-3-fosfoetanolamina):: 40 colesterolo: DSPE-PEG o DOTAP: colesterolo: DSPE-PEG per PALETS. Per una preparazione nmole liposoma 4, mescolare 2,2 nmoli di entrambi DSPE o DOTAP, 1,6 nmoli di colesterolo, e 0,2 nmoli di DSPE-PEG in 10 ml di 2: 1 di cloroformio: metanolo soluzione in un pallone. </li><li> Preparare sospensione di liposomi esattamente come descritto al punto 1.1 e 1.2 di cui sopra. Reidratare liposomi DSPE in 10 ml di PBS 1x riscaldata a 75 ° C, aggiungendo 1 ml / min. Consentire lipidi per reidratare a 75 ° C peralmeno 1 ora prima del dimensionamento. </li><li> Dimensioni della sospensione di liposomi esattamente come descritto al punto 1,6-1,8. </li><li> Dispensare 20 l di ciascuno dei 4 nmole (200 micron) sospensioni di liposomi in singole aliquote usare dopo DOTAP e DSPE liposomi sono stati di dimensioni, e liofilizzare per 30 minuti utilizzando un essiccatore da banco congelamento (Figura 2). </li><li> Incubare 200 ml di a 20 micron (4 in totale nmole) stock soluzione siRNA con 1,4 ml di una soluzione 26,6 micron di solfato di protamina per 10 minuti a temperatura ambiente per siRNA che deve essere incapsulata nei liposomi DSPE pallets. </li><li> Reidratare il liposomi DOTAP Palets con 200 ml di una soluzione madre nmole 4 di siRNA o reidratare liposomi DSPE pallets con 201,4 ml di soluzione / protamina siRNA. Incubare liposomi soluzione / siRNA per 10 minuti a temperatura ambiente. </li><li> Aggiungere 10 ml di una soluzione 60 mM-etil-1 3- (3-dimetilamminopropil) carbodiimmide cloridrato (EDC) al / soluzione siRNA liposomi sia per DOTAP e DSPE PALETS. </li><li> Aggiungere 10 ml di una soluzione 150 mM N-hydroxysulfosuccinimide (solfo-NHS) alla / soluzione siRNA liposomi sia per DOTAP e DSPE PALETS. </li><li> Incubare la EDC e solfo-NHS con la sospensione / liposomi siRNA per 2 ore a temperatura ambiente. </li><li> Incubare 80 microlitri di una 500 micron (40 nmole totale) stock soluzione RVG-9r con il siRNA / liposomi reticolazione soluzione per 10 minuti a temperatura ambiente. NOTA: L&#39;EDC / solfo-NHS permette al RVG-9r al legame covalente ai lipidi PEG. Utilizzare PALETS all&#39;interno di diverse ore dopo la preparazione. PALETS Conservare a 4 ° C per diverse ore dopo la preparazione. </li><li> Per determinare siRNA efficienza di incapsulamento di PALETS: <ol><li> Misurare la concentrazione di siRNA prima e dopo l&#39;aggiunta di protamina e liposomi utilizzando uno spettrofotometro regolato a 260 nm. </li><li> Filtrare il non incapsulata siRNA dal liposomi / sospensione siRNA incapsulato con 50 kDa filtri centrifughe. Centrifugare a 1000 xg per 20 min. </li><li> Misurare la concentrazione disiRNA non incapsulata nel filtrato e la concentrazione dei incapsulato siRNA nel retentato utilizzando uno spettrofotometro a 260 nm. </li></ol></li></ol> 3. L&#39;iniezione di topi con LSPCs o PALETS <ol><li> Esporre i topi per 5-10 minuti ad una lampada di calore per dilatare vascolare. </li><li> Anestetizzare mouse con un isofluorano / ossigeno 2-3% fluire 5-10 minuti prima dell&#39;iniezione, e durante l&#39;iniezione. Confermare anestesia quando animale non è più ambulatoriale e respirazioni hanno rallentato facendo un pizzico dito del piede. Posizionare il mouse sulla sua schiena o di lato per accedere alla vena della coda. Utilizzare veterinario pomata sugli occhi del topo per evitare l&#39;essiccazione mentre sotto anestesia. </li><li> Pulire / spruzzare la coda con il 70% EtOH e iniettare 300 ml di LSPCs o PALETS sulla vena della coda del mouse utilizzando una siringa da 26 G di insulina. Inizia iniettando distalmente nella vena della coda e spostare prossimale se la vena collassa o rotture. </li><li> Posizionare il mouse in una gabbia pulita fino mantiene decubito sternale. Non posizionare moutilizzare con altri compagni di gabbia fino a quando non ha pienamente recuperato. I topi dovrebbero recuperare in 5 a 15 min. Essi possono essere collocati su una piastra elettrica o sotto una lampada di calore per mantenere la temperatura corporea se il recupero richiede più tempo. I topi devono essere monitorati attentamente per salvaguardare contro il surriscaldamento. </li><li> Monitorare le diverse ore dopo l&#39;iniezione di animali al fine di garantire l&#39;anestesia svanisce, e non ci sono effetti negativi del trattamento. Lasciare le LSPCs o PALETS di circolare per almeno 24 ore. </li></ol> 4. Analisi dell&#39;espressione proteica tramite citometria a flusso <ol><li> Euthanize topi con una portata di 20% di CO 2 per 15 min. </li><li> Sezionare la metà un emisfero del cervello, tagliando via la pelle e il cranio del mouse con le forbici. Peel via metà un emisfero cerebrale distanza dal cranio con pinze o la fine di un paio di forbici. </li><li> Press mezzo emisfero del cervello di ogni mouse attraverso un colino 40 micron cella mesh con 2,5 ml di tampone FACS (1x, PBS, 1% di siero fetale bovino, 10 mM EDTA) in una capsula di Petri con lo stantuffo di una siringa. </li><li> Risciacquare il filtro cellulare e piastra di Petri con un ulteriore 2,5 ml di tampone FACS. Mettere la sospensione singola cellula in una provetta conica da 15 ml su ghiaccio. </li><li> Pipettare 100 ml di sospensione di cellule singole 5 ml in una provetta da 1,5 ml microcentrifuga e centrifugare per 5 min a 350 x g. Eliminare il surnatante e risospendere pellet di cellule in 1 ml di tampone FACS. Spin a 350 g per 5 min. Ripetere con un altro 1 ml di tampone FACS. Mantenere la sospensione cellulare in ghiaccio. </li><li> Incubare le cellule in 100 microlitri di diluizione 1: 100 di 0,5 mg / ml di ratto blocco anti-topo Fc in tampone FACS per 30-60 min in ghiaccio. Pellet e lavare le cellule come al punto 4.5. Mantenere la sospensione cellulare in ghiaccio. </li><li> Incubare le cellule in 100 microlitri di una / anticorpo 20 mg ml fluorescente contro topo PrP C in 7% siero di topo in tampone FACS in ghiaccio per 30-60 min. Pellet e lavare le cellule come al punto 4.5. Mantenere la sospensione cellularesul ghiaccio. </li><li> Pellet e risospendere le cellule in 1 ml di tampone di lisi RBC (1x PBS, 155 mm NH 4 Cl, 12 mm NaHCO 3, 0.1 mM EDTA) per 1 min. Pellet come al punto 4.5 e risospendere le cellule in 1 ml di tampone FACS. Mantenere la sospensione cellulare in ghiaccio. </li><li> Analizzare l&#39;espressione PrP C utilizzando un citofluorimetro come descritto in precedenza 10. Porta di vivere le cellule dalla popolazione cellulare totale. Porta PrP C + cellule dalla popolazione di cellule in diretta per determinare MFI (intensità di fluorescenza mediana). </li></ol>

<ol><li>Bolton, D. C., Mckinley, M. P., Prusiner, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+of+a+protein+that+purifies+with+the+scrapie+prion%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Identification of a protein that purifies with the scrapie prion.</a> Science. 218 (4579), 1309-1311 (1982).</li>
<li>McKinley, M. P., Bolton, D. C., Pruisner, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+protease-resistant+protein+is+a+structural+component+of+the+scrapie+prion%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">A protease-resistant protein is a structural component of the scrapie prion.</a> Cell. 35 (1), 57-62 (1983).</li>
<li>Pruisner, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+proteinaceous+infectious+particles+cause+scrapie%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Novel proteinaceous infectious particles cause scrapie.</a> Science. 216 (4542), 136-144 (1982).</li>
<li>Jeffrey, M., McGovern, G., Sisò, S., González, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+and+sub-cellular+pathology+of+prion+diseases%3A+relationship+between+morphological+changes%2C+accumulation+of+abnormal+prion+protein+and+clinical+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Neuropathologica%22%5BJournal%5D)">Cellular and sub-cellular pathology of prion diseases: relationship between morphological changes, accumulation of abnormal prion protein and clinical disease.</a> Acta Neuropathologica. 121 (1), 113-134 (2011).</li>
<li>Büeler, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mice+devoid+of+PrP+are+resistant+to+scrapie%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Mice devoid of PrP are resistant to scrapie.</a> Cell. 73 (7), 1339-1347 (1993).</li>
<li>Pfeifer, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lentivector-mediated+RNAi+efficiently+suppresses+prion+protein+and+prolongs+survival+of+scrapie-infected+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Clin+Invest%22%5BJournal%5D)">Lentivector-mediated RNAi efficiently suppresses prion protein and prolongs survival of scrapie-infected mice.</a> J Clin Invest. 116 (12), 3204-3210 (2006).</li>
<li>White, M., Farmer, M., Mirabile, I., Brandner, S., Collinge, J., Mallucci, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single+treatment+with+RNAi+against+prion+protein+rescues+early+neuronal+dysfunction+and+prolongs+survival+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci%22%5BJournal%5D)">Single treatment with RNAi against prion protein rescues early neuronal dysfunction and prolongs survival in mice.</a> Proc Natl Acad Sci. 105 (29), 10238-10243 (2008).</li>
<li>Gallozzi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prnp+knockdown+in+transgenic+mice+using+RNA+interference%5BTitle%5D)+AND+%22Transgenic+Research%22%5BJournal%5D)">Prnp knockdown in transgenic mice using RNA interference.</a> Transgenic Research. 17 (5), 783-791 (2008).</li>
<li>Mallucci, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeting+cellular+prion+protein+reverses+early+cognitive+deficits+and+neurophysiological+dysfunction+in+prion-infected+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Targeting cellular prion protein reverses early cognitive deficits and neurophysiological dysfunction in prion-infected mice.</a> Neuron. 53 (3), 325-335 (2007).</li>
<li>Pulford, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liposome-siRNA-peptide+complexes+cross+the+blood-brain+barrier+and+significantly+decrease+PrPC+on+neuronal+cells+PrPRes+in+infected+cultures%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Liposome-siRNA-peptide complexes cross the blood-brain barrier and significantly decrease PrPC on neuronal cells PrPRes in infected cultures.</a> PLoS One. 5 (6), (2010).</li>
<li>Malone, R. W., Felgner, P. L., Verma, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cationic+liposome-mediated+RNA+transfection%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci%22%5BJournal%5D)">Cationic liposome-mediated RNA transfection.</a> Proc Natl Acad Sci. 86, 6077-6081 (1989).</li>
<li>Liu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Factors+influencing+the+efficiency+of+cationic+liposome-mediated+intravenous+gene+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Factors influencing the efficiency of cationic liposome-mediated intravenous gene delivery.</a> Nat Biotechnol. 15, 167-173 (1997).</li>
<li>Freimark, B. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cationic+lipids+enhance+cytokine+and+cell+influx+levels+in+the+lung+following+administration+of+plasmid%3A+cationic+lipid+complexes%5BTitle%5D)+AND+%22J+Immunol%22%5BJournal%5D)">Cationic lipids enhance cytokine and cell influx levels in the lung following administration of plasmid: cationic lipid complexes.</a> J Immunol. 160 (9), 4580-4586 (1998).</li>
<li>Balzas, D. A., Godbey, W. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liposomes+for+use+in+gene+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22J+Drug+Deliv%22%5BJournal%5D)">Liposomes for use in gene delivery.</a> J Drug Deliv. , (2011).</li>
<li>Srinivasan, C., Burgess, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimization+and+characterization+of+anionic+lipoplexes+for+gene+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22J+Control+Release%22%5BJournal%5D)">Optimization and characterization of anionic lipoplexes for gene delivery.</a> J Control Release. 136 (1), 62-70 (2009).</li>
<li>Lakkaruju, A., Dubinsky, J. M., Low, W. C., Rahman, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurons+are+protected+from+excitotoxic+death+by+p53+antisense+oligonucleotides+delivered+in+anionic+liposomes%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biol+Chem%22%5BJournal%5D)">Neurons are protected from excitotoxic death by p53 antisense oligonucleotides delivered in anionic liposomes.</a> J Biol Chem. 276 (34), 32000-32007 (2001).</li>
<li>Tao, Y., Han, J., Dou, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain-targeting+gene+delivery+using+a+rabies+virus+glycoprotein+peptide+modulated+hollow+liposomes%3A+bio-behavioral+study%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mater+Chem%22%5BJournal%5D)">Brain-targeting gene delivery using a rabies virus glycoprotein peptide modulated hollow liposomes: bio-behavioral study.</a> J Mater Chem. 22, 11808-11815 (2012).</li>
<li>Li, S., Huang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+gene+transfer+via+intravenous+administration+of+cationic+lipid-protamine-DNA+%28LPD%29+complexes%5BTitle%5D)+AND+%22Gene+Ther%22%5BJournal%5D)">In vivo gene transfer via intravenous administration of cationic lipid-protamine-DNA (LPD) complexes.</a> Gene Ther. 4 (9), 891-900 (1997).</li>
<li>Li, S., Rizzo, M. A., Bhattacharya, S., Huang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+cationic+lipid-protamine-DNA+%28LPD%29+complexes+for+intravenous+gene+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Gene+Ther%22%5BJournal%5D)">Characterization of cationic lipid-protamine-DNA (LPD) complexes for intravenous gene delivery.</a> Gene Ther. 5 (7), 930-937 (1998).</li>
<li>Kumar, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transvascular+delivery+of+small+interfering+RNA+to+the+central+nervous+system%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Transvascular delivery of small interfering RNA to the central nervous system.</a> Nature. 448, 39-43 (2007).</li>
<li>Voinea, M., Simionescu, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Designing+of+%27intelligent%27+liposomes+for+efficient+delivery+of+drugs%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cell+Mol+Med%22%5BJournal%5D)">Designing of 'intelligent' liposomes for efficient delivery of drugs.</a> J Cell Mol Med. 6 (4), 465-474 (2002).</li>
<li>Lakkaraju, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurons+are+protected+from+excitotoxic+death+by+p53+antisense+oligonucleotides+delivered+in+anionic+liposomes%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Neurons are protected from excitotoxic death by p53 antisense oligonucleotides delivered in anionic liposomes.</a> J. Biol. Chem. 276 (34), 32000-32007 (2001).</li>
<li>Li, S., Huang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+gene+transfer+via+intravenous+administration+of+cationic+lipid-protamine-DNA+%28LPD%29+complexes%5BTitle%5D)+AND+%22Gene+Ther%22%5BJournal%5D)">In vivo gene transfer via intravenous administration of cationic lipid-protamine-DNA (LPD) complexes.</a> Gene Ther. 4 (9), 891-900 (1997).</li>
<li>Büeler, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Normal+development+and+behaviour+of+mice+lacking+the+neuronal+cell-surface+PrP+protein%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Normal development and behaviour of mice lacking the neuronal cell-surface PrP protein.</a> Nature. 356 (6370), 577-582 (1992).</li>
<li>Dykxhoorn, D., Novina, C., Sharp, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Killing+the+messenger%3A+short+RNAs+that+silence+gene+expression%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Mol+Cell+Bio%22%5BJournal%5D)">Killing the messenger: short RNAs that silence gene expression.</a> Nat Rev Mol Cell Bio. 4 (6), 457-467 (2003).</li>
<li>Graham, A., Ray, M., Perry, E., Jaros, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+nicotinic+acetylcholine+receptor+subunit+expression+in+the+human+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22J+Chem+Neuroanat%22%5BJournal%5D)">Differential nicotinic acetylcholine receptor subunit expression in the human hippocampus.</a> J Chem Neuroanat. 25 (2), 97-113 (2003).</li>
<li>Kretzschmar, H. A., Prusiner, S. B., Stowring, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scrapie+prion+proteins+are+synthesized+in+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Pathol%22%5BJournal%5D)">Scrapie prion proteins are synthesized in neurons.</a> Am J Pathol. 122 (1), 1-5 (1986).</li>
<li>Moser, M., Colello, R., Pott, U., Oesch, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developmental+expression+of+the+prion+protein+gene+in+glial+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Developmental expression of the prion protein gene in glial cells.</a> Neuron. 14 (3), 509-517 (1995).</li>
<li>Cronier, S., Laude, H., Peyrin, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prions+can+infect+primary+cultured+neurons+and+astrocytes+and+promote+neuronal+cell+death%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci%22%5BJournal%5D)">Prions can infect primary cultured neurons and astrocytes and promote neuronal cell death.</a> Proc Natl Acad Sci. 101 (33), 12271-12276 (2004).</li>
<li>Diedrich, J., Bendheim, P., Kim, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scrapie-associated+prion+protein+accumulates+in+astrocytes+during+scrapie+infection%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci%22%5BJournal%5D)">Scrapie-associated prion protein accumulates in astrocytes during scrapie infection.</a> Proc Natl Acad Sci. 88 (2), 375-379 (1991).</li>
</ol>

Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti.

Questo rapporto descrive un protocollo per creare due sistemi di somministrazione mirata che trasporta in modo efficiente siRNA al sistema nervoso centrale. Precedenti metodi di somministrazione siRNA al SNC inclusi l&#39;iniezione di vettori siRNA / shRNA direttamente nel cervello, iniezione endovenosa di mirati siRNA, o iniezione endovenosa di complessi liposomi-siRNA non mirati. L&#39;iniezione di siRNA / shRNA vettori nel sistema nervoso centrale non provoca una diminuzione dei livelli di espressione della proteina ...

I prioni sono gravi malattie neurodegenerative che colpiscono il sistema nervoso centrale. Le malattie da prioni risultano dalla misfolding della normale proteina prionica cellulare, PrP C, con un isomero infettiva chiamata PrP Res. Queste malattie colpiscono una grande varietà di specie, tra cui encefalopatia spongiforme bovina nelle vacche, la scrapie degli ovini, malattia del dimagrimento cronico nei cervidi, e la malattia di Creutzfeldt-Jakob nell&#39;uomo 1-3. I prioni causano neurodegenerazione che inizia con la perdita sinaptica, e progredisce a vacuolizzazione, gliosi, perdita neuronale, e depositi di placca. Alla fine, con la conseguente morte dell&#39;animale / individuale 4. Per decenni, i ricercatori hanno studiato i composti destinati a rallentare o arrestare la progressione della malattia da prioni. Tuttavia, i ricercatori non hanno trovato né una terapia di successo o un efficace veicolo di consegna sistemica. Endogena espressione PrP C è necessario per lo sviluppo di malattie da prioni 5 </sup&gt;. Pertanto, ridurre o eliminare espressione PrP C può provocare un ritardo o miglioramento della malattia. Diversi gruppi creati topi transgenici con ridotti livelli di PrP C o lentivectors iniettati esprimono shRNA direttamente nel tessuto cerebrale murino per studiare il ruolo dei livelli di espressione PrP C nelle malattie da prioni. Questi ricercatori hanno scoperto riducendo la quantità di neuroni PrP C provocato arrestare la progressiva neuropatologia delle malattie da prioni e esteso la vita degli animali 6-9. Ci hanno riferito che i risultati del trattamento PrP C siRNA a distanza di PrP Res nelle cellule di topo neuroblastoma 10. Questi studi suggeriscono che l&#39;uso di terapie per diminuire i livelli di espressione PrP C, come small interfering RNA (siRNA), che scinde mRNA, può sufficientemente ritardare la progressione delle malattie da prioni. Tuttavia, la maggior parte delle terapie indagati per malattie da prioni sono stati consegnati in un modo che non sarebbe praticoin un ambiente clinico. Pertanto, una terapia siRNA bisogno di un sistema di erogazione sistemica, che viene trasportato via endovenosa e mirata al SNC. Gli investigatori hanno studiato l&#39;uso di liposomi come veicoli di consegna per i prodotti di terapia genica. lipidi cationici e anionici sono entrambi utilizzati nella formazione di liposomi. lipidi cationici sono più ampiamente usati di lipidi anionici perché la differenza di carica tra i lipidi cationici e il DNA / RNA permette di confezionamento efficiente. Un altro vantaggio di lipidi cationici è che attraversano la membrana cellulare più facilmente di altri lipidi 11-14. Tuttavia, lipidi cationici sono più immunogenico di lipidi anionici 13,14. Pertanto, i ricercatori hanno cominciato a spostarsi da utilizzare cationico per anionica lipidi nei liposomi. Prodotti per la terapia genica possono essere confezionati in modo efficiente nei liposomi anionici utilizzando la carica positiva solfato di protamina peptide, che condensa le molecole di DNA / RNA 15-19. Dal momento che Lipi anionicods sono meno immunizzanti lipidi cationici che possono avere un aumento dei tempi di circolazione, e possono essere più tollerati in modelli animali 13,14. I liposomi sono mirati a specifici tessuti utilizzando il targeting peptidi che sono attaccati ai liposomi. Il neuropeptide RVG-9r, che si lega ai recettori nicotinici, è stato utilizzato per indirizzare siRNA e liposomi al SNC 17-20. Questo rapporto delinea un protocollo per la produzione di tre veicoli di consegna siRNA, e di confezionare e consegnare il siRNA per le cellule neuronali (Figura 1). complessi liposoma-siRNA-peptide (LSPCs) sono costituiti da liposomi con siRNA e RVG-9r di targeting peptide elettrostaticamente attaccati alla superficie esterna del liposoma. Peptide indirizzata incapsulata in liposomi terapeutici siRNA (PALETS) sono composte da siRNA e protamina incapsulato all&#39;interno della liposomi, con RVG-9r covalentemente legato a gruppi di lipidi PEG. Utilizzando i metodi indicati per generare LSPCs e PALETS, PrP C siRNA riduce espressione PrP C fino al 90% in cellule neuronali, che detiene tremenda promessa per curare o sostanzialmente ritardare l&#39;insorgenza della patologia malattia da prioni.

<table><tbody><tr><td>Lipidi DOTAP Avanti</td><td>Lipidi</td><td>890890</td><td></td></tr><tr><td>Colesterolo</td><td>Avanti Lipidi</td><td>700000</td><td></td></tr><tr><td>DSPE</td><td>Avanti Lipidi</td><td>850715</td><td></td></tr><tr><td>DSPE-PEG</td><td>Avanti Lipidi</td><td>880125</td><td></td></tr><tr><td>Cloroformio</td><td>Fisher Scientific</td><td>AC268320010</td><td></td></tr><tr><td>Metanolo</td><td>EMD Millipore</td><td>113351</td><td></td></tr><tr><td>N2 Gas</td><td>AirGas</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Saccarosio</td><td>Fisher Scientific</td><td>S5-500</td><td></td></tr><tr><td>Estrusore</td><td>Avanti Lipidi</td><td>610023</td><td></td></tr><tr><td>1,0, 0,4 e 0,2 &#956; m filtri</td><td>Avanti Lipids</td><td>610010, 610007, 610006</td><td></td></tr><tr><td>PBS</td><td>Life Technologies</td><td>70011-044</td><td></td></tr><tr><td>Protamina solfato</td><td>Fisher Scientific</td><td>ICN10275205</td><td></td></tr><tr><td>EDC</td><td>Thermo Scientific</td><td>22980</td><td>Aliquotato per monouso</td></tr><tr><td>Sulfo-NHS</td><td>Thermo Scientific</td><td>24510</td><td>Aliquotato per monouso</td></tr><tr><td>40 &#956; m Filtro cellulare</td><td>Fisher Scientific</td><td>08-771-1</td><td></td></tr><tr><td>Blocco Fc CD16/CD32 anti-topo per ratto</td><td>BD Pharmigen</td><td>553141</td><td></td></tr><tr><td>Anticorpo anti-PrP (PRC5)</td><td>Proprietario - PRC</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

la consegna dei terapeutica sirna al snc utilizzando cationici e anionici liposomi

Delivery of Therapeutic siRNA to the CNS Using Cationic and Anionic Liposomes

Le malattie da prioni derivano dal ripiegamento errato della normale proteina prionica cellulare (PrPC) in un isomero resistente alla proteasi anormale chiamato PrPRes. L'emergere di malattie da prioni nelle popolazioni di animali selvatici e la loro crescente minaccia per la salute umana ha portato a un aumento degli sforzi per trovare un trattamento per queste malattie. Studi recenti hanno trovato numerosi composti anti-prioni che possono inibire l'isomero infettivo PrPRes o sottoregolare la normale proteina prionica cellulare. Tuttavia, la maggior parte di questi composti non attraversa la barriera ematoencefalica per inibire efficacemente la formazione di PrPRes nel tessuto cerebrale, non ha come bersaglio specifico la PrPC neuronale e sono spesso troppo tossici per essere utilizzati in soggetti animali o umani. 
Abbiamo studiato se il siRNA somministrato per via intravascolare e mirato alla PrPC neuronale è un composto anti-prioni più sicuro ed efficace. Questo rapporto delinea un protocollo per produrre due veicoli di consegna liposomiale siRNA e per impacchettare e somministrare PrP siRNA alle cellule neuronali. I due veicoli di somministrazione liposomiale sono 1) la formulazione di liposomi siRNA complessi utilizzando liposomi cationici (LSPC) e 2) la formulazione di liposomi siRNA incapsulati utilizzando liposomi cationici o anionici (PALETS). Per gli LSPC, il siRNA caricato negativamente è legato elettrostaticamente al liposoma cationico. Al complesso viene aggiunto un peptide caricato positivamente (RVG-9r [glicoproteina del virus della rabbia]), che si rivolge specificamente ai complessi liposoma-siRNA-peptide (LSPC) attraverso la barriera ematoencefalica (BBB) ai neuroni che esprimono l'acetilcolina nel sistema nervoso centrale (SNC). Per i PALETS (peptide addressed liposome encapsulated therapeutic siRNA), i lipidi cationici e anionici sono stati reidratati dal siRNA PrP. Questa procedura provoca l'incapsulamento del siRNA all'interno dei liposomi cationici o anionici. Ancora una volta, il neuropeptide RVG-9r è stato legato ai liposomi per indirizzare i complessi siRNA/liposomi al SNC. Utilizzando queste formulazioni, abbiamo somministrato con successo il siRNA PrP ai neuroni che esprimono AchR e diminuito l'espressione di PrPC dei neuroni nel SNC.

Per aumentare l&#39;efficienza di siRNA incapsulamento all&#39;interno PALETS anionici, il siRNA è stato mescolato con protamina. Per determinare la migliore concentrazione protamina per la siRNA, il siRNA è stato mescolato con diverse concentrazioni di protamina, da 1: 1 a 2: 1 (Figura 3A). C&#39;era una efficienza di incapsulamento siRNA 60-65% in liposomi anionici senza l&#39;uso di protamina. I campioni con protamina: siRNA rapporti molari da 1: 1 a 1,5: 1 (133-266 n...

L'obiettivo di questo protocollo è utilizzare liposomi cationici/anionici con un peptide neuro-mirato come sistema di rilascio del SNC per consentire al siRNA di attraversare la BEE. L'ottimizzazione di un sistema di somministrazione per trattamenti, come il siRNA, consentirebbe più opzioni di trattamento per i prioni e altre malattie neurodegenerative.

La consegna dei terapeutica siRNA al SNC Utilizzando cationici e anionici liposomi

Prion diseases result from the misfolding of the normal, cellular prion protein (PrPC) to an abnormal protease resistant isomer called PrPRes.  The ...

L'obiettivo generale di questa procedura è progettare un sistema di somministrazione in grado di trasportare farmaci a molecola piccola, come l'siRNA, al cervello. Questo metodo può rispondere a domande fondamentali nel campo della neurodegenerazione, come: l'siRNA è un'opzione terapeutica praticabile per le malattie da errato ripiegamento delle proteine? E possiamo progettare un sistema di somministrazione farmacologica affidabile al cervello?Il principale vantaggio della creazione di un sistema di somministrazione di farmaci liposomiale è che possiamo consegnare il nostro siRNA per via endovenosa o attraverso la circolazione sanguigna, piuttosto che direttamente nel tessuto neuronale, il che provocherebbe danni neuronali. Le implicazioni di questa tecnica si estendono alla terapia e alla diagnostica delle malattie neurodegenerative, poiché questo metodo consente una somministrazione specifica attraverso la barriera ematoencefalica, in particolare ai neuroni che esprimono acetilcolina. La dimostrazione visiva di questa tecnica è fondamentale, poiché le iniezioni nella vena della coda del topo sono difficili da apprendere a causa delle ridotte dimensioni della vena della coda del t

delivery-therapeutic-sirna-to-cns-using-cationic-anionic

Research

Ricerca

JoVE Journal

Bioengineering

Bioingegneria

L'incapsulamento del farmaco migliora la specificità delle cellule tumorali e riduce la neurotossicità.

Somministrazione potenziata per convezione di liposomi caricati rivestiti di polietilenglicole in un tumore cerebrale di ratto

Fonte: Ullah, I., et.al. Un dispositivo di posizionamento per il posizionamento di topi durante la somministrazione intranasale di siRNA al sistema nervoso centrale. J. Vis. Exp. (2019)Questo video mostra una precisa tecnica di somministrazione intranasale per la somministrazione di complessi peptide-siRNA mirati ai neuroni al cervello del topo utilizzando un dispositivo di posizionamento specializzato. I topi anestetizzati sono fissati in una posizione a testa in giù e in avanti per...

Somministrazione intranasale di siRNA al cervello del topo utilizzando un dispositivo di posizionamento

Fonte: Bender, H. R., et.al. Somministrazione di siRNA terapeutico al SNC utilizzando liposomi cationici e anionici. J. Vis. Exp. (2016)Questo video mostra la somministrazione mirata di siRNA della proteina prionica (PrP) ai neuroni utilizzando complessi liposomiali siRNA-peptidi (LSPC). I liposomi cationici legano elettrostaticamente il siRNA bersaglio di PrP, che è ulteriormente stabilizzato dal peptide RVG-9r per il trasporto mediato dal recettore attraverso la barriera emato-encefalica. Una...

Consegna mirata di siRNA ai neuroni per il silenziamento della proteina prionica utilizzando complessi liposomiali

Ripetute iniezioni retro-orbitali di liposomes/siRNA/ITSN-1s cationici complessi nei topi, ogni 72 ore per 24 giorni, fornire in modo efficiente il duplex siRNA per il mouse microcircolo polmonare riducendo mRNA ITSN-1s e di espressione proteica del 75%. Questa tecnica è altamente riproducibile in un modello animale, non ha effetti collaterali ed evita infortuni mortali.

Silencing a lungo termine di Intersectin-1s in Polmoni mouse consegna ripetuta di un siRNA specifico tramite liposomi cationici. Valutazione degli effetti Knockdown al microscopio elettronico

Si descrive un metodo per indirizzare farmaci per il sistema nervoso centrale o impianto di un catetere o eseguendo una iniezione in bolo nel ventricolo destro laterale nei topi. Ci concentriamo in particolare sulla fornitura di oligonucleotidi antisenso. Questa tecnica è facilmente adattabile ad altri farmaci e ai ratti.

Consegna diretta intraventricolare di farmaci per il sistema nervoso centrale, Roditore

Consegna resta la sfida principale per l'attuazione terapeutico di piccoli RNA interferenti (siRNA). Questo protocollo prevede l'utilizzo di una piattaforma di distribuzione siRNA multifunzionale e biocompatibile, composto da arginina e polietilenimmina innestato microparticelle di silicio poroso.

Poroso Silicon microparticelle per consegna di siRNA Therapeutics

Qui descriviamo un protocollo per la generazione di nanoliposomi cationici, che si basa sul metodo a secco-pellicola e possono essere utilizzato per la cassaforte e consegna efficiente in vitro di trascritti di RNA messaggero.

Generazione di nanoliposomi cationici per la consegna efficiente In Vitro di trascritti di RNA messaggero

Qui, presentiamo un protocollo utilizzando un dispositivo di posizionamento del mouse che consente il posizionamento appropriato dei topi per la somministrazione intranasale di una formulazione di peptidi-siRNA mirata al cervello che consente un silenziamento genico efficace nel sistema nervoso centrale.

Un dispositivo di posizionamento per il posizionamento dei topi durante la consegna del siRNA intranasale al sistema nervoso centrale

Sono presentati metodi per preparare e caratterizzare le proprietà fisico-chimiche e la bioattività delle nanoparticelle siRNA reattive al pH neutralmente caricate. Sono discussi i criteri per le nanomedicine siRNA di successo come le dimensioni, la morfologia, la carica superficiale, il carico di siRNA e il silenziamento genico.

Preparazione di nanoparticelle polimeriche neutralmente cariche e sensibili al pH per la consegna del siRNA citosolico

Qui, descriviamo un metodo per fornire farmaci al sistema nervoso centrale del ratto impiantando un catetere nello spazio lombare intrateco della colonna vertebrale. Ci concentriamo sulla consegna di oligonucleotidi antisenso, anche se questo metodo è adatto per la consegna di altre modalità terapeutiche pure.

Consegna intratecala di Oligonucleotidi Antisense nel Rat Central Nervous System

Scopri come consegnare siRNA al sistema nervoso centrale utilizzando liposomi cationici e anionici con peptidi neuro-targeting. Questo metodo permette il superamento della barriera ematoencefalica per trattare malattie neurodegenerative.

La consegna dei terapeutica siRNA al SNC Utilizzando cationici e anionici liposomi

Esplora altri video