Choroby serca są główną przyczyną zachorowalności i śmiertelności na całym świecie1,2. Brak skutecznych strategii terapeutycznych w przypadku zagrażających życiu chorób serca, w tym zawału mięśnia sercowego i niewydolności serca, przyciąga intensywne badania leżących u ich podstaw patomechanizmów i identyfikację nowych opcji terapeutycznych3. Do tych badań naukowych szeroko stosowana jest manipulacja genami specyficznymi dla serca4,5. Manipulację genami serca można osiągnąć poprzez edycję genomu przy użyciu potężnej nukleazy efektorowej podobnej do aktywatora transkrypcji (TALEN) i narzędzi do regularnego interspaced krótkich powtórzeń palindromicznych (CRISPR)/białka związanego z CRISPR 9 (Cas9) lub poprzez dostarczanie ektopowego materiału genetycznego (np. wektorów wirusowych przenoszących geny kodujące białka będące przedmiotem zainteresowania)6. Chociaż edycja genomu pozwala na precyzyjne i czasoprzestrzenne modyfikacje genomu u żywych myszy, nadal jest to czasochłonna i pracochłonna praktyka6. Alternatywnie, rutynowo przeprowadza się manipulację genami specyficznymi dla serca za pomocą wektora wirusa lub dostarczania małego interferującego kompleksu RNA (siRNA)6.
Dostarczanie wektora wirusa do serca dorosłej myszy odbywa się za pomocą mniej więcej dwóch strategii: wstrzyknięcia ogólnoustrojowego lub miejscowego. Ogólnoustrojowe wstrzykiwanie kardiotropowego serotypu AAV, takiego jak AAV9, jest nieinwazyjne w przypadku manipulacji genami specyficznymi dla serca7. Jednak ta metoda wymaga stosunkowo dużej ilości wektora niezbędnego do efektywnej transdukcji i ekspresji genów i może skutkować znaczną transdukcją narządów niedocelowych, takich jak mięśnie i wątroba7. Miejscowe wstrzyknięcie wirusa odbywa się poprzez wstrzyknięcie do mięśnia sercowego lub podanie dowieńcowe7. Dostarczenie dowieńcowe prowadzi do bardziej równomiernego rozmieszczenia wirusa w sercu w porównaniu z wstrzyknięciem domięśniowym mięśnia sercowego. Jednak wadą tej techniki jest szybkie wypłukiwanie wektorów wirusowych do krążenia ogólnoustrojowego i transdukcji w narządach niedocelowych8, oraz wymaganie urządzeń do pomiaru ciśnienia podczas operacji. W przeciwieństwie do tego, wstrzyknięcie do mięśnia sercowego umożliwia lepsze zatrzymywanie wirusa w mięśniu sercowym, a także dostarczanie specyficzne dla miejsca, ale nie zapewnia równomiernej dystrybucji wektora wirusowego7. W przypadku małych zwierząt poród wewnątrzwieńcowy jest technicznie trudny do wykonania, podczas gdy częściej praktykuje się ogólnoustrojowe wstrzyknięcie AAV9 i wstrzyknięcie domięśniowe mięśnia sercowego4,5,7. Chociaż wstrzyknięcie ogólnoustrojowe jest łatwe do wykonania, konwencjonalne wstrzyknięcie do mięśnia sercowego wymaga wentylacji mechanicznej i torakotomii, powoduje rozległe uszkodzenie tkanek i jest czasochłonne.
W tym raporcie opisaliśmy łatwą, oszczędzającą czas i wysoce efektywną metodę wstrzykiwania do mięśnia sercowego. Adenowirus kodujący lucyferazy i VDR, czyli shRNA ukierunkowany na VDR, został wstrzyknięty w celu manipulowania ekspresją genów sercowych. Po opanowaniu metoda ta może być stosowana do manipulacji genami, a także do wstrzykiwania komórek lub innych materiałów do serca myszy.