Levering van gemodificeerd mRNA in een myocardikoesmodel

Gentherapie is een krachtig instrument waarbij de levering van nucleïnezuren voor de behandeling, genezing, of preventie van menselijke ziekten. Ondanks de vooruitgang in de diagnostische en therapeutische benaderingen voor hart-en vaatziekten, is er beperkt succes in de levering van genen in hartinfarct (MI) en hartfalen (HF). Zo eenvoudig als het proces van gentherapie lijkt, het is een duidelijk complexe aanpak gezien de vele factoren die moeten worden geoptimaliseerd voordat u een bepaald leveringsvoertuig in dienst neemt. De juiste toedoogd moet niet-immunogeen, efficiënt en stabiel zijn in het menselijk lichaam. Inspanningen op dit gebied hebben geleid tot twee soorten leveringssystemen: virale of niet-virale. De veelgebruikte virale systemen, met inbegrip van genoverdracht door adenovirus, retrovirus, lentivirus, of adeno-geassocieerd virus, hebben aangetoond uitzonderlijke transduction capaciteit. Het gebruik ervan in klinieken is echter beperkt als gevolg van de sterke immuunrespons geïnduceerde¹, risico op tumorigenese², of de aanwezigheid van neutraliserende antilichamen³, die allemaal een groot obstakel blijven voor een brede en effectieve toepassing van virale vectoren in menselijke gentherapie. Aan de andere kant, ondanks hun indrukwekkende expressie patroon, de levering van naakte plasmiDE DNA toont een lage transfectie efficiëntie, terwijl mRNA overdracht presenteert een hoge immunogeniciteit en gevoeligheid voor afbraak door RNase⁴.

Met het uitgebreide onderzoek op het gebied van mRNA is modRNA een aantrekkelijk instrument geworden voor de levering van genen aan het hart en diverse andere organen vanwege de vele voordelen ten opzichte van traditionele vectoren^5. Volledige vervanging van uridine door natuurlijk voorkomende pseudouridine resulteert in een robuustere en voorbijgaande eiwitexpressie, met minimale inductie van aangeboren immuunrespons en risico op genomische integratie⁶. Recent vastgestelde protocollen maken gebruik van een geoptimaliseerde hoeveelheid anti-reverse cap analog (ARCA) die de eiwitvertaling verder verbetert door de stabiliteit en transabiliteit van het synthetische mRNA⁷te verhogen.

Eerdere rapporten hebben aangetoond dat de uitdrukking van verschillende verslaggever of functionele genen geleverd door modRNA in het knaagdier myocardium na MI. Met modRNA-toepassingen zijn belangrijke gebieden van het myocardium, waaronder zowel cardiomyocyten als noncardiomyocyten, met succes doorgetransfecteerd na hartletsel⁸ om angiogenese⁹,^10,hartceloverleving¹¹en cardiomyocyte proliferatie¹²te induceren . Een enkele toediening van modRNA gecodeerd voor gemuteerde menselijke follistatine-achtige 1 induceert de proliferatie van muis volwassen CMs en aanzienlijk verhoogt de cardiale functie, vermindert litteken grootte, en verhoogt capillaire dichtheid 4 weken na MI¹². Een meer recente studie gemeld verbeterde cardiale functie na MI met toepassing van VEGFA modRNA in een varkens model¹⁰.

Dus, met de toegenomen populariteit van modRNA in het hartveld, is het essentieel om een protocol te ontwikkelen en te optimaliseren voor de levering van modRNA aan het hart post-MI. Herein is een protocol dat de voorbereiding en levering van gezuiverde en geoptimaliseerde modRNA beschrijft in een biocompatibele citraat-zoutoplossing die robuuste, stabiele eiwitexpressie biedt zonder enige immuunrespons te stimuleren. De methode in dit protocol en video toont de standaard chirurgische ingreep van een muis MI door permanente ligatie van de linker voorste aflopende slagader (LAD), gevolgd door drie site intracardiac injecties van modRNA. Het doel van dit document is om een zeer nauwkeurige en reproduceerbare methode van modRNA levering aan murine myocardium duidelijk te definiëren om modRNA toepassing wijd toegankelijk voor hartgentherapie te maken.