Livraison de l’ARNm modifié dans un modèle de souris infarctus du myocarde

La thérapie génique est un outil puissant impliquant la livraison d’acides nucléiques pour le traitement, la guérison ou la prévention des maladies humaines. Malgré les progrès dans les approches diagnostiques et thérapeutiques pour les maladies cardiaques, il y a eu un succès limité dans la livraison des gènes dans l’infarctus du myocarde (MI) et l’insuffisance cardiaque (HF). Aussi simple que le processus de thérapie génique semble, il s’agit d’une approche nettement complexe compte tenu des nombreux facteurs qui doivent être optimisés avant d’utiliser un véhicule de livraison particulier. Le vecteur de livraison correct doit être non immunogène, efficace et stable à l’intérieur du corps humain. Les efforts déployés dans ce domaine ont généré deux types de systèmes de prestation : le virus ou le non-viral. Les systèmes viraux largement utilisés, y compris le transfert de gènes par adénovirus, rétrovirus, lentivirus ou le virus adéno-associé, ont montré une capacité de transduction exceptionnelle. Cependant, leur utilisation dans les cliniques est limitée en raison de la réponse immunitaire forte induite¹, le risque de tumorigenesis², ou la présence d’anticorps neutralisants³, qui restent tous un obstacle majeur à l’application large et efficace des vecteurs viraux dans la thérapie génique humaine. D’autre part, en dépit de leur modèle d’expression impressionnant, la livraison de l’ADN plasmide nu affiche une faible efficacité de transfection, tandis que le transfert d’ARNm présente une immungénicité élevée et la susceptibilité à la dégradation par RNase⁴.

Avec la recherche approfondie dans le domaine de l’ARNm, modRNA est devenu un outil attrayant pour la livraison de gènes au cœur et divers autres organes en raison de ses nombreux avantages par rapport aux vecteurs traditionnels⁵. Le remplacement complet de l’uridine par la pseudouridine naturelle entraîne une expression protéique plus robuste et transitoire, avec une induction minimale de la réponse immunitaire innée et un risque d’intégration génomique⁶. Les protocoles récemment établis utilisent une quantité optimisée d’analogique anti-plafond inversé (ARCA) qui améliore encore la traduction des protéines en augmentant la stabilité et la transabilité de^{l’ARNm synthétique 7}.

Des rapports précédents ont montré l’expression de divers gènes reporter ou fonctionnels livrés par modRNA dans le myocarde de rongeur après MI. Avec les applications modRNA, des secteurs significatifs du myocarde, y compris les cardiomyocytes et les noncardiomyocytes, ont été transfectés avec succès des dommages post-cardiaques⁸ pour induire l’angiogenèse^9,10, survie de cellules cardiaques¹¹, et la prolifération cardiomyocyte¹². Une seule administration de modRNA codée pour la follistatine humaine mutée-like 1 induit la prolifération des CM adultes de souris et augmente de manière significative la fonction cardiaque, diminue la taille de cicatrice, et augmente la densité capillaire 4 semaines après-MI¹². Une étude plus récente a rapporté la fonction cardiaque améliorée après MI avec l’application de VEGFA modRNA dans un modèle de porc¹⁰.

Ainsi, avec la popularité accrue de modRNA dans le domaine cardiaque, il est essentiel de développer et d’optimiser un protocole pour la livraison de modRNA au cœur post-MI. Voici un protocole décrivant la préparation et la livraison de modRNA purifié et optimisé dans une formulation citrate-solution biocompatible qui fournit robuste, expression stable de protéine sans stimuler aucune réponse immunitaire. La méthode montrée dans ce protocole et vidéo démontre la procédure chirurgicale standard d’une souris MI par ligature permanente de l’artère descendante antérieure gauche (LAD), suivie de trois injections intracardiaques de site de modRNA. L’objectif de cet article est de définir clairement une méthode très précise et reproductible de livraison modRNA au myocarde murine pour rendre l’application modRNA largement accessible pour la thérapie génique cardiaque.