Bu protokol, farelerde miyokard enfarktüsü sonrası modRNA kullanarak ilgi genini geçici olarak düzenlemenin basit ve tutarlı bir yolunu sunar.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Bu protokol, farelerde miyokard enfarktüsü sonrası modRNA kullanarak ilgi genini geçici olarak düzenlemenin basit ve tutarlı bir yolunu sunar.
Miyokard enfarktüsü (MI) Batı dünyasında morbidite ve mortalitenin önde gelen nedenidir. Son on yılda, gen tedavisi kalp hastalığı için umut verici bir tedavi seçeneği haline gelmiştir, verimliliği ve olağanüstü terapötik etkileri nedeniyle. MI sonrası hasarlı dokuyu onarmak için yapılan çeşitli çalışmalarda DNA tabanlı veya viral gen terapisi uygulandı, ancak teslim edilen genlerin, ödemin, aritminin ve kardiyak hipertrofisin zayıf ve kontrolsüz ekspresyonu nedeniyle önemli engellerle karşı karşıya kaldılar. Sentetik modifiye mRNA (modRNA), genomik entegrasyon riski olmaksızın kalp dokusuna yüksek, geçici, güvenli, immünojenik olmayan ve kontrollü mRNA iletimi sunan yeni bir gen terapisi yaklaşımı sunar. Kalpteki çan şekilli farmakokinetiği ile birleşen bu dikkat çekici özellikleri nedeniyle, modRNA kalp hastalığının tedavisinde cazip bir yaklaşım haline gelmiştir. Ancak, in vivo etkinliğini artırmak için, tutarlı ve güvenilir bir teslimat yöntemi takip edilmesi gerekir. Bu nedenle, in vivo uygulamaları için modRNA kullanımımodRNA kullanımda modRNA teslim verimliliğini ve verim tutarlılığını en üst düzeye çıkarmak için, bir fare MI modelinde modRNA intrakardiyak enjeksiyonun hazırlanması ve tesliminde optimize edilmiş bir yöntem sunulmuştur. Bu protokol, modRNA teslimatını temel ve çevirisel araştırmalar için daha erişilebilir hale getirecektir.
Gen tedavisi, insan hastalıklarının tedavisi, tedavisi veya önlenmesi için nükleik asitlerin teslimini içeren güçlü bir araçtır. Kalp hastalığı için tanı ve tedavi yaklaşımlarında kaydedilen ilerlemeye rağmen, miyokard enfarktüsü (MI) ve kalp yetmezliği (HF) genlerin tesliminde sınırlı başarı olmuştur. Gen terapisi süreci ne kadar basit görünse de, belirli bir teslimat aracını kullanmadan önce optimize edilmesi gereken birçok faktörü göz önünde bulundurarak oldukça karmaşık bir yaklaşımdır. Doğru teslim vektörü insan vücudunda immünojenik olmayan, verimli ve kararlı olmalıdır. Bu alandaki çalışmalar iki tür dağıtım sistemi oluşturmuştur: viral veya viral olmayan. Adenovirüs, retrovirüs, lentivirüs veya adeno ilişkili virüs tarafından gen transferi de dahil olmak üzere yaygın olarak kullanılan viral sistemler, olağanüstü transdüksiyon kapasitesi göstermiştir. Ancak, kliniklerde kullanımları nedeniyle güçlü bağışıklık yanıtı indüklenensınırlıdır 1, tümörigenez riski2, veya nötralize antikorların varlığı3, tüm bunlar insan gen tedavisinde viral vektörlerin geniş ve etkili uygulanması için önemli bir engel olmaya devam etmektedir. Öte yandan, onların etkileyici ifade desen rağmen, çıplak plazmid DNA teslim düşük transfksiyon verimliliği görüntüler, mRNA transferi RNase tarafından bozulmaya yüksek immünjenite ve duyarlılık sunarken4.
mRNA alanında kapsamlı bir araştırma ile, modRNA gelenekselvektörler5 üzerinde sayısız avantajları nedeniyle kalp ve çeşitli diğer organlara genlerin teslimi için cazip bir araç haline gelmiştir. Doğal olarak meydana gelen psödoürin ile idrar tam değiştirilmesi daha sağlam ve geçici protein ekspresyonu sonuçları, doğuştan gelen bağışıklık yanıtı ve genomik entegrasyon riski minimal indüksiyon ile6. Son zamanlarda kurulan protokoller, sentetik mRNA7'ninstabilitesini ve transability'sini artırarak protein çevirisini daha da artıran optimize edilmiş bir anti-ters kapak analogu (ARCA) kullanmaktadır.
Önceki raporlar çeşitli muhabir veya fonksiyonel genlerin ifade göstermiştir mi sonra kemirgen miyokardinde modRNA tarafından teslim. ModRNA uygulamaları ile, kardiyomiyositler ve nonkardiyomiyositler de dahil olmak üzere miyokardiyumun önemli alanları, anjiyogenez9,10,kardiyak hücre sağkalım11ve kardiyomiyosit proliferasyonu12neden olmak için başarıyla post-kardiyak yaralanma8 transfected edilmiştir. Mutasyona uğramış insan follistatin benzeri 1 için kodlanmış modRNA tek bir uygulama fare yetişkin CMs çoğalmasını indükler ve önemli ölçüde kardiyak fonksiyonu artırır, skar boyutunu azaltır, ve kılcal damar yoğunluğunu artırır 4 hafta post-MI12. Daha yeni bir çalışmada bir domuz modeli nde VEGFA modRNA uygulaması ile MI sonra geliştirilmiş kardiyak fonksiyon bildirdi10.
Bu nedenle, kardiyak alanda modRNA artan popülaritesi ile, geliştirmek ve kalp sonrası MI modRNA teslimi için bir protokol optimize etmek esastır. Burada herhangi bir bağışıklık yanıtı uyarıcı olmadan sağlam, istikrarlı protein ifadesi sağlayan bir biyouyumlu sitrat-salin formülasyonu saf ve optimize modRNA hazırlanması ve teslim açıklayan bir protokoldür. Bu protokol ve videoda gösterilen yöntem, sol anterior inen arterin (LAD) kalıcı ligasyonu ile fare MI'nin standart cerrahi işlemini ve ardından üç adet modRNA intrakardiyak enjeksiyonunu göstermektedir. Bu makalenin amacı, modRNA uygulamasını kardiyak gen tedavisi için yaygın olarak erişilebilir hale getirmek için minnet miyokardiyumuna modRNA teslimatının son derece doğru ve tekrarlanabilir bir yöntemini açıkça tanımlamaktır.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Burada özetlenen tüm hayvan prosedürleri Mount Sinai Kurumsal Bakım ve Kullanım Komitesi'nde Icahn Tıp Fakültesi tarafından onaylanmıştır.
1. modRNA sentezi
NOT: ModRNA sentezinin ayrıntıları Kondrat ve ark.13'tebulunabilir.
2. In vivo doğum için modRNA enjeksiyonu hazırlanması
3. Miyokard enfarktüsü cerrahisi
4. ModRNA kardiyak doğum
5. Kalp sonrası MI protein ifade doğrulaması
6. İstatistiksel analiz
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sekiz ila on haftalık fareler isoflurane ile anestezi ve entübe edildi. Hayvan anestezi altında kaldıktan sonra sol torasik bölge tıraş edildi ve etanol ile sterilize edildi ve kalp LAD ligasyonu için maruz kaldı. Sol koroner arter sıkıca arter altında dikiş düğümleme tarafından tıkanmış oldu (diyagram gösterimi Şekil 1A). Başarılı bir enfarktüsten sonra (sol ventrikül serbest duvarının paling ile gösterilir), sakaroz sitrat tamponunda çözünmüş 100 μg Luc veya Cre modRNA doğrudan enjeksiyonu...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Gen tedavisi önemli ölçüde kalp hastalığının tedavisi ilerlemek için büyük bir potansiyel göstermiştir. Ancak, HF tedavisi için ilk klinik çalışmalarda kullanılan geleneksel araçlar sınırlı başarı göstermiştir ve ciddi yan etkileri ile ilişkilidir. Modifiye RNA sürekli kalpte bir gen transfer aracı olarak popülerlik kazanıyor bir nonviral gen teslim sunuyor. ModRNA çeviri için genlerin hiçbir nükleer lokalizasyon gerektirir, ve böylece protein verimli ve hızlı bir ifade sunuyor. Ayrıca, mRNA genom konak entegre olmadığı ...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Yazarlar Ann Anu Kurian'ı bu el yazmasına yardımlarından dolayı kabul ediyorlar. Bu çalışma Zangi laboratuvarına verilen kardiyoloji başlangıç hibesi ve ayrıca NIH hibe R01 HL142768-01 tarafından finanse edilmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Adenozin trifosfat | Invitrogen | AMB13345 | Megascript kitine dahildir |
| Antarktika Fosfataz | New England Biolabs | M0289L | |
| Anti-ters kapaklı analog, 30-O-Mem7G(50) ppp(50)G | TriLink Biotechnologies | N-7003 | |
| Biyolüminesans görüntüleme sistemi | Perkin Elmer | 124262 | IVIS100 şarj bağlantılı cihaz görüntüleme sistemi |
| Künt ekartörler | FST | 18200-09 | |
| Kardiyak tropnin I | Abcam | 47003 | |
| Sitidin trifosfat | İnvitrojen | AMB13345 | Megascript kitine dahildir |
| Çift Anestezi | Sistemi Harvard Aparatı | 75-2001 | |
| Forseps- Adson | FST | 91106-12 | |
| Forseps- Dumont # | FST | 91197-00 | |
| Guanozin trifosfat | İnvitrojen | AMB13345 | Megascript kitine dahildir |
| İn vitro transkripsiyon kiti | Invitrogen | AMB13345 | 5X MEGAscript T7 Kiti |
| Entübasyon kanülü | Harvard Aparatı | ||
| Megaclear kiti | Yaşam Teknolojileri | ||
| Fare vantilatörü | Harvard Aparatı | 73-4279 | |
| N1-metilpsödouridin-5-trifosfat | TriLink Biyoteknoloji | N-1081 | |
| NanoDrop Spektrometresi | Thermo Scientific | ||
| Olsen hegar dikiş makaslı iğne tutucu | FST | 12002-12 | |
| Plazmid şablonları | GeneArt, Thermo Fisher Scientific | ||
| Keskin Uçlu Diseksiyon Makası | FST | 14200-12 | |
| Stereomikroskop | Zeiss | ||
| Sütürler | Ethicon | Y433H | 5.00 |
| Sütürler | Ethicon | Y432H | 6.00 |
| Sütürler | Ethicon | 7733G | 7.00 |
| T7 DNaz enzimi | Invitrogen | AMB13345 | Megascript kitine dahildir |
| Bant istasyonu | Aligent | 4200 | |
| Transkripsiyon temizleme kiti | Invitrogen | AM1908 | Megaclear |
| Ultra-4 santrifüj filtreler 10k | Amicon | UFC801096 |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.