Consegna di mRNA modificato in un modello di topo di infarto miocardico

La terapia genica è un potente strumento che coinvolge la consegna di acidi nucleici per il trattamento, la cura o la prevenzione delle malattie umane. Nonostante i progressi compiuti negli approcci diagnostici e terapeutici per le malattie cardiache, c’è stato un successo limitato nella fornitura di geni nell’infarto miocardico (MI) e nell’insufficienza cardiaca (HF). Per quanto semplice sembri il processo di terapia genica, si tratta di un approccio marcatamente complesso considerando i molti fattori che devono essere ottimizzati prima di impiegare un particolare veicolo di consegna. Il vettore di consegna corretto deve essere non immunogenico, efficiente e stabile all’interno del corpo umano. Gli sforzi in questo campo hanno generato due tipi di sistemi di consegna: virali o non virali. I sistemi virali ampiamente utilizzati, tra cui il trasferimento genico mediante adenovirus, retrovirus, lentivirus o virus adeno-associato, hanno dimostrato un’eccezionale capacità di trasduzione. Tuttavia, il loro uso nelle cliniche è limitato a causa della forte risposta immunitaria indotta¹, rischio di tumorigenesi², o la presenza di anticorpi neutralizzanti³, che rimangono tutti un grande ostacolo all’applicazione ampia ed efficace di vettori virali nella terapia genica umana. D’altra parte, nonostante il loro impressionante modello di espressione, la consegna di DNA plasmide nudo mostra una bassa efficienza di trasfezione, mentre il trasferimento di mRNA presenta un’elevata immunogenicità e suscettibilità alla degradazione da parte di RNase⁴.

Con la vasta ricerca nel campo dell’mRNA, modRNA è diventato uno strumento attraente per la consegna di geni al cuore e vari altri organi a causa dei suoi numerosi vantaggi rispetto ai vettori tradizionali⁵. La sostituzione completa dell’uridina con pseudouridina naturale si traduce in un’espressione proteica più robusta e transitoria, con minima induzione di risposta immunitaria innata e rischio di integrazione genomica⁶. I protocolli stabiliti di recente utilizzano una quantità ottimizzata di analogico anti-tap-tap inganompio (ARCA) che migliora ulteriormente la traduzione delle proteine aumentando la stabilità e la transabilità del mRNA sintetico⁷.

Rapporti precedenti hanno dimostrato l’espressione di vari reporter o geni funzionali forniti da modRNA nel miocardio del roditore dopo l’MI. Con le applicazioni modRNA, aree significative del miocardio, tra cui cardiomiociti e non cardiomiociti, sono stati trasettati con successo lesioni post-cardiache⁸ per indurre l’angiogenesi^9,10, la sopravvivenza delle cellule cardiache¹¹, e la proliferazione cardiomiocite¹². Una singola somministrazione di modRNA codificato per follistatina umana mutata 1 induce la proliferazione di TRI adulti topo e aumenta significativamente la funzione cardiaca, diminuisce la dimensione della cicatrice e aumenta la densità capillare 4 settimane dopo-MI¹². Uno studio più recente ha riferito una migliore funzione cardiaca dopo l’MI con l’applicazione del modRNA VEGFA in un modello suina¹⁰.

Così, con la maggiore popolarità del modRNA in campo cardiaco, è essenziale sviluppare e ottimizzare un protocollo per la consegna di modRNA al cuore post-MI. Herein è un protocollo che descrive la preparazione e la consegna di modRNA purificato e ottimizzato in una formulazione citrate-salina biocompatibile che fornisce una robusta e stabile espressione proteica senza stimolare alcuna risposta immunitaria. Il metodo mostrato in questo protocollo e video dimostra la procedura chirurgica standard di un MI del mouse mediante legatura permanente dell’arteria discendente anteriore sinistra (LAD), seguita da tre iniezioni intracardiache del sito di modRNA. L’obiettivo di questo documento è definire chiaramente un metodo altamente accurato e riproducibile di consegna del modRNA al miocardio murino per rendere l’applicazione del modRNA ampiamente accessibile per la terapia genica cardiaca.