La consegna dei terapeutica siRNA al SNC Utilizzando cationici e anionici liposomi

Heather R. Bender; Sarah Kane; Mark D. Zabel

doi:10.3791/54106

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Articolo metodologico

La consegna dei terapeutica siRNA al SNC Utilizzando cationici e anionici liposomi

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DOI:

10.3791/54106

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23 luglio 2016

Heather R. Bender¹ , Sarah Kane¹ , Mark D. Zabel¹

¹Department of Microbiology, Immunology, and Pathology, College of Veterinary Medicine and Biomedical Sciences, Colorado State University

In questo articolo

Sommario

L'obiettivo di questo protocollo è utilizzare liposomi cationici/anionici con un peptide neuro-mirato come sistema di rilascio del SNC per consentire al siRNA di attraversare la BEE. L'ottimizzazione di un sistema di somministrazione per trattamenti, come il siRNA, consentirebbe più opzioni di trattamento per i prioni e altre malattie neurodegenerative.

Abstract

Le malattie da prioni derivano dal ripiegamento errato della normale proteina prionica cellulare (PrP^C) in un isomero resistente alla proteasi anormale chiamato PrP^Res. L'emergere di malattie da prioni nelle popolazioni di animali selvatici e la loro crescente minaccia per la salute umana ha portato a un aumento degli sforzi per trovare un trattamento per queste malattie. Studi recenti hanno trovato numerosi composti anti-prioni che possono inibire l'isomero infettivo PrP^Res o sottoregolare la normale proteina prionica cellulare. Tuttavia, la maggior parte di questi composti non attraversa la barriera ematoencefalica per inibire efficacemente la formazione di PrP^Res nel tessuto cerebrale, non ha come bersaglio specifico la PrP^C neuronale e sono spesso troppo tossici per essere utilizzati in soggetti animali o umani.

Abbiamo studiato se il siRNA somministrato per via intravascolare e mirato alla PrP^Cneuronale è un composto anti-prioni più sicuro ed efficace. Questo rapporto delinea un protocollo per produrre due veicoli di consegna liposomiale siRNA e per impacchettare e somministrare PrP siRNA alle cellule neuronali. I due veicoli di somministrazione liposomiale sono 1) la formulazione di liposomi siRNA complessi utilizzando liposomi cationici (LSPC) e 2) la formulazione di liposomi siRNA incapsulati utilizzando liposomi cationici o anionici (PALETS). Per gli LSPC, il siRNA caricato negativamente è legato elettrostaticamente al liposoma cationico. Al complesso viene aggiunto un peptide caricato positivamente (RVG-9r [glicoproteina del virus della rabbia]), che si rivolge specificamente ai complessi liposoma-siRNA-peptide (LSPC) attraverso la barriera ematoencefalica (BBB) ai neuroni che esprimono l'acetilcolina nel sistema nervoso centrale (SNC). Per i PALETS (peptide addressed liposome encapsulated therapeutic siRNA), i lipidi cationici e anionici sono stati reidratati dal siRNA PrP. Questa procedura provoca l'incapsulamento del siRNA all'interno dei liposomi cationici o anionici. Ancora una volta, il neuropeptide RVG-9r è stato legato ai liposomi per indirizzare i complessi siRNA/liposomi al SNC. Utilizzando queste formulazioni, abbiamo somministrato con successo il siRNA PrP ai neuroni che esprimono AchR e diminuito l'espressione di PrP^C dei neuroni nel SNC.

Introduzione

I prioni sono gravi malattie neurodegenerative che colpiscono il sistema nervoso centrale. Le malattie da prioni risultano dalla misfolding della normale proteina prionica cellulare, PrP ^C, con un isomero infettiva chiamata PrP ^Res. Queste malattie colpiscono una grande varietà di specie, tra cui encefalopatia spongiforme bovina nelle vacche, la scrapie degli ovini, malattia del dimagrimento cronico nei cervidi, e la malattia di Creutzfeldt-Jakob nell'uomo ^1-3. I prioni causano neurodegenerazione che inizia con la perdita sinaptica, e progredisce a vacuolizzazione, gliosi, perdita neuronale, e depositi di placca. Alla fine, con la....