Neuroprotective Effect of siRNA Entrapped in Hyaluronic Acid-Coated Lipoplexes by Intravitreal Administration
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Efeito neuroprotetor do siRNA encapsulado em lipoplexos revestidos com ácido hialurônico por administração intravítrea
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Resumo
Desde que a possibilidade de silenciar genes específicos ligados à degeneração da retina se tornou realidade com o uso de pequenos RNAs de interferência (siRNAs), essa tecnologia tem sido amplamente estudada para promover o tratamento de diversas doenças oculares. Apesar dos avanços recentes, o sucesso clínico do silenciamento gênico na retina é significativamente reduzido por barreiras anatômicas e fisiológicas inerentes ao olho, sendo necessárias novas estratégias para alcançar eficácia terapêutica intraocular. Neste estudo, desenvolvemos lipoplexos, preparados com alginato de sódio como adjuvante e revestidos estrategicamente com ácido hialurônico (HA-LIP), e investigamos o potencial efeito neuroprotetor desses sistemas em um modelo de dano retiniano induzido por luz. A funcionalização bem-sucedida dos lipoplexos com ácido hialurônico foi indicada pelos resultados de espalhamento dinâmico de luz e microscopia eletrônica de transmissão. Além disso, essas nanopartículas de HA-LIP foram capazes de proteger e transportar moléculas de siRNA direcionadas à caspase-3 para a retina. Após a degeneração da retina induzida por alta exposição à luz, ensaios de RT-qPCR (reação em cadeia da polimerase quantitativa com transcrição reversa) in vitro e in vivo demonstraram inibição significativa da expressão da caspase-3 pelo HA-LIP. Além disso, esses sistemas mostraram-se seguros, visto que não foram observados sinais de toxicidade retiniana por meio de eletrorretinografia, avaliação clínica ou histologia.
Abstract
Since the possibility of silencing specific genes linked to retinal degeneration has become a reality with the use of small interfering RNAs (siRNAs), this technology has been widely studied to promote the treatment of several ocular diseases. Despite recent advances, the clinical success of gene silencing in the retina is significantly reduced by inherent anatomical and physiological ocular barriers, and new strategies are required to achieve intraocular therapeutic effectiveness. In this study, we developed lipoplexes, prepared with sodium alginate as an adjuvant and strategically coated with hyaluronic acid (HA-LIP), and investigated the potential neuroprotective effect of these systems in a retinal light damage model. Successful functionalization of the lipoplexes with hyaluronic acid was indicated in the dynamic light scattering and transmission electron microscopy results. Moreover, these HA-LIP nanoparticles were able to protect and deliver siRNA molecules targeting caspase-3 into the retina. After retinal degeneration induced by high light exposure, in vitro and in vivo quantitative reverse transcription-PCR (RT-qPCR) assays demonstrated significant inhibition of caspase-3 expression by HA-LIP. Furthermore, these systems were shown to be safe, as no evidence of retinal toxicity was observed by electroretinography, clinical evaluation or histology.
Assunto
Interferência de RNA, Distrofias de Cones e Bastonetes, Lipossomos, Ácido Hialurônico, Retina
Palavras-chave
Lipoplexes, Hyaluronic acid, siRNA, Caspase-3, Retinal neuroprotection, Intravitreal administration
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