Entrega de ARNm modificado en un modelo de ratón de infarto de miocardio

La terapia génica es una poderosa herramienta que implica la administración de ácidos nucleicos para el tratamiento, cura o prevención de enfermedades humanas. A pesar de los avances en los enfoques diagnósticos y terapéuticos para las enfermedades cardíacas, ha habido un éxito limitado en la administración de genes en el infarto de miocardio (MI) y la insuficiencia cardíaca (HF). Tan sencillo como parece el proceso de la terapia génica, es un enfoque marcadamente complejo teniendo en cuenta los muchos factores que deben optimizarse antes de emplear un vehículo de entrega en particular. El vector de administración correcto debe ser no inmunogénico, eficiente y estable dentro del cuerpo humano. Los esfuerzos en este campo han generado dos tipos de sistemas de administración: viral o no viral. Los sistemas virales ampliamente utilizados, incluida la transferencia de genes por adenovirus, retrovirus, lentivirus o virus asociados al adeno, han demostrado una capacidad de transducción excepcional. Sin embargo, su uso en clínicas es limitado debido a la fuerte respuesta inmune inducida¹, riesgo de tumorigenesis², o la presencia de anticuerpos neutralizantes³, todos los cuales siguen siendo un obstáculo importante para la aplicación amplia y eficaz de vectores virales en la terapia génica humana. Por otro lado, a pesar de su impresionante patrón de expresión, la entrega de ADN plásmido desnudo muestra una baja eficiencia de transfección, mientras que la transferencia de ARNm presenta una alta inmunogenicidad y susceptibilidad a la degradación por RNase^4.

Con la extensa investigación en el campo del ARNm, modRNA se ha convertido en una herramienta atractiva para la entrega de genes al corazón y varios otros órganos debido a sus numerosas ventajas sobre los vectores tradicionales^5. La sustitución completa de la uridina por pseudouridina de origen natural da como resultado una expresión proteica más robusta y transitoria, con una inducción mínima de la respuesta inmunitaria innata y el riesgo de integración genómica⁶. Los protocolos recientemente establecidos utilizan una cantidad optimizada de análogo de tapa antirrevertida (ARCA) que mejora aún más la traducción de proteínas al aumentar la estabilidad y transabilidad del ARNm sintético⁷.

Informes anteriores han mostrado la expresión de varios genes reporteros o funcionales entregados por modRNA en el miocardio de roedores después de MI. Con las aplicaciones de modRNA, áreas significativas del miocardio, incluyendo tanto cardiomiocitos como nocardiomiocitos, han sido trans infectadas con éxito lesión post-cardiaca⁸ para inducir la angiogénesis^9,10, supervivencia de células cardíacas¹¹, y la proliferación de cardiomiocitos¹². Una sola administración de modRNA codificado para la follistatina humana mutada-como 1 induce la proliferación de CM adultos de ratón y aumenta significativamente la función cardíaca, disminuye el tamaño de la cicatriz, y aumenta la densidad capilar 4 semanas después de MI¹². Un estudio más reciente reportó mejor función cardíaca después de MI con la aplicación de VEGFA modRNA en un modelo de cerdo^10.

Por lo tanto, con la mayor popularidad del modRNA en el campo cardíaco, es esencial desarrollar y optimizar un protocolo para la entrega de modRNA al corazón post-MI. Aquí es un protocolo que describe la preparación y entrega de modRNA purificado y optimizado en una formulación biocompatible citrato-salina que proporciona una expresión de proteína robusta y estable sin estimular ninguna respuesta inmune. El método mostrado en este protocolo y vídeo demuestra el procedimiento quirúrgico estándar de un MI de ratón por ligación permanente de la arteria descendente anterior izquierda (LAD), seguido de tres inyecciones intracardiacas del sitio de modRNA. El objetivo de este artículo es definir claramente un método altamente preciso y reproducible de administración de modRNA al miocardio murino para hacer que la aplicación modRNA sea ampliamente accesible para la terapia génica cardíaca.