siRNA lipid nanoparticles for CXCL12 silencing modulate brain immune response during Zika infection

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Artigo de periódico

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Nanopartículas lipídicas de siRNA para silenciamento de CXCL12 modulam a resposta imune cerebral durante a infecção por Zika

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Resumo

CXCL12 é uma quimiocina chave envolvida na neuroinflamação , particularmente durante a infecção pelo vírus Zika (ZIKV). Especificamente, a expressão de CXCL12 está aumentada em células circulantes de pacientes infectados pelo ZIKV . Neste estudo, desenvolvemos uma nanopartícula lipídica (LNP) para administrar siRNA in vivo e avaliar o impacto do silenciamento de CXCL12 no contexto da infecção pelo ZIKV. A biodistribuição da LNP foi avaliada in vivo após injeção intravenosa utilizando siRNA marcado fluorescentemente. Em seguida, investigamos a capacidade da LNP desenvolvida de silenciar CXCL12 in vivo e avaliamos os efeitos resultantes em um modelo murino de infecção pelo ZIKV. A LNP encapsulando siRNA inibiu significativamente os níveis de CXCL12 no baço e induziu a ativação da microglia no cérebro durante a infecção pelo ZIKV. Essa ativação foi evidenciada pelo aumento da expressão de iNOS, TNF-α e CD206 nas células da microglia . Além disso, subconjuntos de células T exibiram secreção reduzida de IFN-γ e IL-17 após o tratamento com LNP. Apesar de nenhuma alteração observável na carga viral , o silenciamento de CXCL12 levou a uma redução significativa na produção de interferon tipo I em comparação com os grupos infectados e não infectados pelo ZIKV. Ademais, observamos déficits na força de preensão no grupo tratado com siRNA-LNP em comparação com os demais grupos. Nossos dados sugerem uma correlação entre a regulação positiva de citocinas pró-inflamatórias e a diminuição observada na força. Em conjunto, nossos resultados fornecem evidências de que o silenciamento de CXCL12 exerce uma influência regulatória na resposta imune no cérebro durante a infecção pelo ZIKV. Além disso, a modulação da ativação de células T após o silenciamento de CXCL12 oferece informações valiosas sobre potenciais mecanismos de proteção contra o ZIKV, proporcionando novas perspectivas para o combate a essa infecção.

Abstract

CXCL12 is a key chemokine implicated in neuroinflammation, particularly during Zika virus (ZIKV) infection. Specifically, CXCL12 is upregulated in circulating cells of ZIKV infected patients. Here, we developed a lipid nanoparticle (LNP) to deliver siRNA in vivo to assess the impact of CXCL12 silencing in the context of ZIKV infection. The biodistribution of the LNP was assessed in vivo after intravenous injection using fluorescently tagged siRNA. Next, we investigated the ability of the developed LNP to silence CXCL12 in vivo and assessed the resulting effects in a murine model of ZIKV infection. The LNP encapsulating siRNA significantly inhibited CXCL12 levels in the spleen and induced microglial activation in the brain during ZIKV infection. This activation was evidenced by the enhanced expression of iNOS, TNF-α, and CD206 within microglial cells. Moreover, T cell subsets exhibited reduced secretion of IFN-ɣ and IL-17 following LNP treatment. Despite no observable alteration in viral load, CXCL12 silencing led to a significant reduction in type-I interferon production compared to both ZIKV-infected and uninfected groups. Furthermore, we found grip strength deficits in the group treated with siRNA-LNP compared to the other groups. Our data suggest a correlation between the upregulated pro-inflammatory cytokines and the observed decrease in strength. Collectively, our results provide evidence that CXCL12 silencing exerts a regulatory influence on the immune response in the brain during ZIKV infection. In addition, the modulation of T-cell activation following CXCL12 silencing provides valuable insights into potential protective mechanisms against ZIKV, offering novel perspectives for combating this infection.

Assunto

Infecção por zika virus, Zika virus, Quimiocina CXCL12, Lipídeos - Nanopartículas, Imunidade, RNA interferente pequeno, Doenças neuroinflamatórias

Palavras-chave

Neuroimmunomodulation, CXCL12, Zika virus, Lipid nanoparticle, siRNA

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0753332223017791?via%3Dihub

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