$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Priony to poważne choroby neurodegeneracyjne, które wpływają na OUN. Choroby prionowe wynikają z nieprawidłowego fałdowania normalnego komórkowego białka prionowego, PrPC, przez zakaźny izomer zwany PrPRes. Choroby te dotykają wielu różnych gatunków, w tym gąbczastą encefalopatię bydła u krów, trzęsawkę owiec, przewlekłą chorobę wyniszczającą u jeleniowatych i chorobę Creutzfeldta-Jakoba u ludzi1-3. Priony powodują neurodegenerację, która zaczyna się od utraty synaps i przechodzi do wakuolizacji, glejozy, utraty neuronów i złogów blaszki miażdżycowej. Ostatecznie, co prowadzi do śmierci zwierzęcia/osobnika4. Przez dziesięciolecia naukowcy badali związki, które mają spowolnić lub zatrzymać postęp choroby prionowej. Jednak naukowcy nie znaleźli ani skutecznej terapii, ani skutecznego ogólnoustrojowego środka podawczego.
Endogenne wyrażenie PrPC jest wymagane do rozwoju chorób prionowych5. Dlatego zmniejszenie lub wyeliminowanie ekspresji PrPC może spowodować opóźnienie lub złagodzenie choroby. Kilka grup stworzyło transgeniczne myszy z obniżonym poziomem PrPC lub wstrzyknięto lentiwektory eksprymujące shRNA bezpośrednio do mysiej tkanki mózgowej w celu zbadania roli poziomów ekspresji PrPC w chorobie prionowej. Naukowcy odkryli, że zmniejszenie ilości neuronalnego PrPC spowodowało zatrzymanie postępującej neuropatologii chorób prionowych i wydłużyło życie zwierząto 6-9 lat. Informowaliśmy, że leczenie PrPC siRNA powoduje klirens PrPRes w komórkach nerwiaka zarodkowegomyszy 10. Badania te sugerują, że stosowanie terapii w celu zmniejszenia poziomu ekspresji PrPC, takich jak małe interferujące RNA (siRNA), które rozszczepia mRNA, może wystarczająco opóźnić postęp chorób prionowych. Jednak większość terapii badanych pod kątem chorób prionowych była dostarczana w sposób, który nie byłby praktyczny w warunkach klinicznych. Dlatego terapia siRNA wymaga ogólnoustrojowego systemu dostarczania, który jest dostarczany dożylnie i ukierunkowany na OUN.
Badacze badali wykorzystanie liposomów jako nośników produktów terapii genowej. Zarówno lipidy kationowe, jak i anionowe są wykorzystywane do tworzenia liposomów. Lipidy kationowe są szerzej stosowane niż lipidy anionowe, ponieważ różnica ładunków między lipidem kationowym a DNA/RNA pozwala na efektywne pakowanie. Kolejną zaletą lipidów kationowych jest to, że łatwiej przenikają przez błonę komórkową niż inne lipidy11-14. Jednak lipidy kationowe są bardziej immunogenne niż lipidy anionowe13,14. Dlatego naukowcy zaczęli przechodzić od stosowania lipidów kationowych do anionowych w liposomach. Produkty terapii genowej można skutecznie pakować w anionowe liposomy za pomocą dodatnio naładowanego peptydu siarczanu protaminy, który kondensuje cząsteczki DNA/RNA15-19. Ponieważ lipidy anionowe są mniej immunogenne niż lipidy kationowe, mogą mieć wydłużony czas krążenia i mogą być bardziej tolerowane w modelach zwierzęcych13,14. Liposomy są ukierunkowane na określone tkanki za pomocą peptydów celujących, które są przyłączone do liposomów. Neuropeptyd RVG-9r, który wiąże się z nikotynowymi receptorami acetylocholiny, został użyty do kierowania siRNA i liposomów do OUN17-20.
Ten raport przedstawia protokół do produkcji trzech nośników siRNA oraz do pakowania i dostarczania siRNA do komórek nerwowych (Rysunek 1). Kompleksy liposom-siRNA-peptydy (LSPC) składają się z liposomów z siRNA i peptydem celującym RVG-9r elektrostatycznie przyłączonym do zewnętrznej powierzchni liposomu. Terapeutyczne siRNA zamknięte w liposomach peptydowym (PALETS) składają się z siRNA i protaminy zamkniętych w liposomie, przy czym RVG-9r jest kowalencyjnie związany z lipidowymi grupami PEG. Korzystając z poniższych metod do generowania LSPC i PALETS, siRNA PrPC zmniejsza ekspresję PrPC do 90% w komórkach neuronalnych, co daje ogromną nadzieję na wyleczenie lub znaczne opóźnienie wystąpienia patologii choroby prionowej.