I en studie publicerad i Clinical and Translational Medicine , en forskargrupp vid Nanjing University utvärderade effekterna på och utanför målet av självmonterat siRNA-leveranssystem.
RNA-interferens (RNAi)-terapi involverar leverans av små störande RNA (siRNA) till målceller för att framkalla terapeutiska effekter. Även om siRNA uppvisar specifik bindning till målgenen för effekter på målet, kan det också interagera med icke-målgener, vilket resulterar i effekter utanför målet. En av de viktigaste utmaningarna inom RNAi-terapi ligger således i att uppnå en balans mellan effekter på och utanför målet för att förbättra den önskade effekten på målet samtidigt som den associerade risken utanför målet minimeras.
Forskargruppen vid Nanjing University, Chen-Yu Zhang och Xi Chen, utvecklade en unik siRNA-leveransmetod genom att omprogrammera värdlevern för att syntetisera självmonterande siRNA inkapslade i små extracellulära vesiklar (sEV) för leverans till specifika vävnader för att behandla olika sjukdomar.
I den här studien undersökte författarna ytterligare effekterna på och utanför målet av det självmonterade siRNA-leveranssystemet, och tog upp utmaningarna med in vivo-siRNA-leverans och lyfte fram dess terapeutiska potential och biosäkerhet. De betonade den överlägsna styrkan hos de självmonterade siRNA:erna för att tysta specifika mål jämfört med syntetiska siRNA.
Transkriptomisk analys bekräftade ytterligare minimala effekter utanför målet i normala vävnader och signifikanta anti-EGFR-effekter i tumörceller in vivo. Sammantaget ger studien lovande insikter om den terapeutiska effekten och biverkningarna av det självmonterade siRNA-leveranssystemet in vivo.
Denna studie har avslöjat den imponerande effekten av självmonterat sEV-inkapslat siRNA, som uppvisade potent interferens på EGFR-protein med endast 1/2 000 000 av den syntetiska transfektionsmängden. Denna uppenbarelse indikerar att de endogent bearbetade sEV-inkapslade siRNA:n sömlöst fungerar i mottagarceller på fysiologiska nivåer, medan ackumuleringen av suprafysiologiska nivåer av syntetiska siRNA:er i normala celler kan orsaka cytotoxicitet.
Därför är den in vivo självmonterade siRNA-leveransstrategin inte bara effektiv vid en ganska låg siRNA-koncentration i tumörceller, utan uppvisar också bättre biosäkerhet för somatiska celler än syntetiska siRNA.
SiRNAs off-target-aktivitet kan leda till oförutsedda fenotyper och äventyra de terapeutiska fördelarna med siRNA. Denna studie utvärderade noggrant riskerna utanför målet med in vivo självmonterade EGFR-siRNA genom transkriptomisk sekvensering.
Ingen statistiskt signifikant anrikning för perfekta matchningar mellan EGFR siRNA-fröregionen och 3'-UTR av nedreglerade transkript observerades i normala vävnader. I tumörvävnad visade genontologi (GO) anrikningsanalys att de flesta av de bästa GO-termerna var nära associerade med EGFR-signalering. Data indikerar att effekterna utanför målet i normala vävnader är minimala jämfört med effekterna på målet som observeras i tumörceller.
När det gäller de potentiella riskerna förknippade med mättnad av det endogena miRNA-maskineriet med exogena siRNA:er, avslöjade analys av miR-122 målgener efter in vivo självmonterad siRNA-behandling endast 13 signifikanta förändringar bland 1 566 potentiella mål.
Majoriteten av miR-122-målen uppvisade liknande uttrycksmönster jämfört med obehandlad grupp. Dessa data indikerar att in vivo självmonterade EGFR-siRNA är närvarande på lämpliga fysiologiska nivåer och har liten chans att orsaka hepatotoxicitet genom störningar i de inneboende miRNA-vägarna.
Sammantaget betecknar denna studie en ny riktning för RNAi-terapi, som har betydande implikationer för den kliniska adoptionen av det självmonterande siRNA-leveranssystemet in vivo.
I motsats till konventionell genterapi visar denna metod hög specificitet med minimala risker utanför målet och inga toxiska biverkningar. Dessutom erbjuder studien nya insikter för att bedöma etablerade och icke-etablerade biverkningar i utvecklingen av in vivo siRNA-terapi för olika gener.
Mer information: Hongyuan Guo et al., Utvärdering av effekter på och utanför målet av självmonterad epidermal tillväxtfaktorreceptor för små störande RNA-leveranssystem, Klinisk och translationell medicin (2024). DOI:10.1002/ctm2.1579
Tillhandahålls av Nanjing University School of Life Sciences
