Subpiaal Adeno-geassocieerde Virus 9 (AAV9) Vector Levering in Volwassene Muizen

Het gebruik van AAV-vectoren om een ​​verscheidenheid aan ruggenmerg en CNS neurodegeneratieve aandoeningen te behandelen, wordt een goed geaccepteerd platform om de expressie van genen die van belang zijn, effectief te regelen of stil te maken. Een van de belangrijkste beperkingen voor het effectievere gebruik van deze technologie om CNS / ruggenmergstoornissen te behandelen, is het beperkte vermogen om AAV-vector (en) te leveren aan het diepe hersen- of ruggenmergparenchym bij volwassen zoogdieren.

Er werd aangetoond dat de systemische afgifte van AAV9 bij volwassen knaagdieren, katten of niet-menselijke primaten slechts matig effectief is om transgen expressie in neuronen in de hersenen en ruggenmerg ^{1 , 2 , 3} te induceren. De effectievere intrathecale afgifte van AAV9-vectoren is ook aangetoond dat het slechts beperkt transgene expressie in anatomisch gedefinieerde zwembaden van neuronen leidt. Meer specifiek is het duivels geweestDat de cisternal of lumbo-sacrale intrathecale AAV9-afgifte in niet-menselijke primaten, varkens of knaagdieren leidt tot een hoog niveau van transgene expressie in spinale a-motoneuronen en segmentale dorsale wortelganglionneuronen. Minimaal of geen expressie in spinale interneuronen of stijgende of dalende axonen in de witte materie is echter ^{4 , 5 , 6 , 7 gezien} . Collectief tonen deze gegevens aan dat er een zeer effectieve biologische-anatomische barrière bestaat, die de diffusie van intrathecaal afgeleide AAV voorkomt in dieper parale wervelkolom.

In een eerdere studie waarbij volwassen ratten en varkens werden gebruikt, werd een nieuwe subpiëlevectoraflezingstechniek ontwikkeld ⁸ . Met behulp van deze aanpak werd zeer krachtige en multi-segmentale transgene expressie aangetoond na een single-bolus subpiale AAV9-afgifte. Intense GFP expressie werd consequent gezienIn neuronen, gliale cellen en dalende / stijgende axonen door de geïnjecteerde spinale segmenten. Deze studie heeft voor het eerst aangetoond dat de pia mater de primaire belemmering voor de effectieve AAV9 diffusie in het spinale parenchyma uit de intrathecale ruimte vertegenwoordigt. Hoewel deze techniek en subpiële-injectie-inrichting eerder ontwikkeld is, is het relatief gemakkelijk te gebruiken bij grote knaagdieren (zoals ratten) of volwassen varkens, is het systeem niet geschikt voor gebruik in kleine dieren, zoals volwassen muizen. Vanwege het hoge aantal beschikbare transgene muismodellen van een verscheidenheid van neurodegeneratieve stoornissen is er een duidelijke behoefte aan de ontwikkeling van een effectieve spin-parenchymale vectorafgifte techniek in muizen. De beschikbaarheid van een dergelijke techniek zou de studie van het effect van specifieke gendemping mogelijk maken ( bijvoorbeeld met behulp van shRNA) of upregulatie met behulp van cel-niet-specifieke ( bv. Cytomegalovirus-CMV of Ubiquitin) of celspecifieke ( bijvoorbeeld synapsine of glial Fibrillair zuurEiwit (GFAP) promotoren tijdens de vroege postnatale ontwikkeling of onder zieke omstandigheden.

Bijgevolg hebben we in het onderhavige onderzoek een miniatuur subpieel vectorafleersysteem ontwikkeld en gevalideerd dat effectief in volwassen muizen kan worden gebruikt. Net als bij vorige ratten- en varkenstudies demonstreert dit werk een sterke transgenexpressie door het ruggenmercymie na een single-bolus subpiale AAV9-afgifte in muizen. De eenvoud van deze aanpak, de zeer goede verdraagbaarheid van geïnjecteerde muizen naar subpiale AAV9-afgifte en de hoge potentie van transgene expressie in het ruggenmergheelkunde suggereren dat deze techniek effectief kan worden geïmplementeerd in elke laboratoriuminstelling en gebruikt in experimenten gericht op spinale genexpressie.