ПРЯМАЯ ДОСТАВКА ТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ ГЕНОВ ДЛЯ СТИМУЛИРОВАНИЯ ПОСТТРАВМАТИЧЕСКОЙ НЕЙРОРЕГЕНЕРАЦИИ



Цитировать

Полный текст

Аннотация

Проанализированы последние достижения в области прямой, не опосредованной трансплантацией трансфицированных клеток доставки терапевтических генов для стимулирования посттравматической нейрорегенерации. Представлены результаты собственных исследований на двух экспериментальных моделях нейротравмы. Прямая однократная доставка в область повреждения клонированных терапевтических генов человека vegf и fgf2 при помощи невирусного вектора улучшает показатели посттравматической регенерации периферического нерва и спинного мозга. Прямая инъекция плазмидной ДНК непосредственно в область повреждения мало уступает по эффективности доставке тех же терапевтических генов на клеточных носителях при их непосредственной трансплантации в область контузионного повреждения спинного мозга, а по некоторым показателям даже превосходит ее. Перспективы повышения эффективности прямой генной терапии связывают с применением синтетических платформ на основе биосовместимых и биорастворимых материалов.

Об авторах

Юрий Александрович Челышев

Казанский государственный медицинский университет

Email: chelyshev-kzn@yandex.ru
кафедра гистологии, цитологии и эмбриологии; Казанский государственный медицинский университет

Яна Олеговна Мухамедшина

Казанский государственный медицинский университет

кафедра гистологии, цитологии и эмбриологии; Казанский государственный медицинский университет

Гульнара Фердинантовна Шаймарданова

Учреждение Российской академии наук Казанский институт биохимии и биофизики КазНЦ РАН

лаборатория молекулярных основ патогенеза; Учреждение Российской академии наук Казанский институт биохимии и биофизики КазНЦ РАН

Станислав Игоревич Николаев

Казанский государственный медицинский университет

кафедра гистологии, цитологии и эмбриологии; Казанский государственный медицинский университет

Список литературы

  1. Масгутов Р.Ф., Салафутдинов И. И., Богов А.А. и др. Стимуляция посттравматической регенерации седалищного нерва крысы с помощью плазмиды, экспрессирующей сосудистый эндотелиальный фактор роста и основной фактор роста фибробластов // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия . - 2011. - Т. 6, № 3. - С. 67-70.
  2. Apfel S.C. Nerve growth factor for the treatment of diabetic neuropathy: what went wrong, what went right, and what does the future hold? // Int Rev Neurobiol. - 2002. - Vol. 50. - P. 393-413.
  3. Bergen J.M., Park I.K., Horner P.J., Pun S.H. Nonviral approaches for neuronal delivery of nucleic acids // Pharm Res. - 2008. - Vol. 25, № 5. - P. 983-998.
  4. Bharali D.J., Klejbor I., Stachowiak E.K. et al. Organically modified silica nanoparticles: a nonviral vector for in vivo gene delivery and expression in the brain // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2005. - Vol. 102, № 32. - P. 11539-11544.
  5. Bleiziffer O.E., Friksson E., Yao Fhorch, R.E., Kneser U. Gene transfer strategies in tissue engineering // J. Cell. Mol. Med. - 2007. - Vol. 11, № 2. - P. 206-223.
  6. Bonner J.F., Blesch A., Neuhuber B., Fischer I. Promoting directional axon growth from neural progenitors grafted into the injured spinal cord // J. Neurosci Res. - 2010. - Vol. 88, № 6. - P. 1182-1192.
  7. Chen J., Wu J., Apostolova I., Skup M. et al. Adeno-associated virus-mediated L1 expression promotes functional recovery after spinal cord injury // Brain. - 2007. - Vol. 130, № 4. - P. 954-969.
  8. Choi B.H., Ha Y., Ahn C.H. et al. A hypoxia-inducible gene expression system using erythropoietin 3' untranslated region for the gene therapy of rat spinal cord injury // Neurosci Lett. - 2007. - Vol. 412, № 2. - P. 118-122.
  9. Colella P., Auricchio A. AAV-mediated gene supply for treatment of degenerative and neovascular retinal diseases // Curr. Gene Ther. - 2010. - Vol. 10, № 5. - P. 371-380.
  10. da Cruz M.T., Simoes S., de Lima M.C. Improving lipoplex-mediated gene transfer into C6 glioma cells and primary neurons // Exp. Neurol. - 2004. - Vol. 187, № 1. - P. 65-75.
  11. Elouahabi A., Ruysschaert J.M. Formation and intra-cellular trafficking of lipoplexes and polyplexes // Mol Ther. - 2005. - Vol. 11, № 3. - P. 336-347.
  12. Haastert K., Grothe C. Gene therapy in peripheral nerve reconstruction approaches // Curr. Gene Ther. - 2007. - Vol. 7, № 3. - P. 221-228.
  13. Herrera J.J. Sundberg L.M., Zentilin L. et al. Sustained expression of vascular endothelial growth factor and angiopoietin-1 improves blood-spinal cord barrier integrity and functional recovery after spinal cord injury // J. Neurotrauma. - 2010. - Vol. 27, № 11. - P. 2067-2076.
  14. Huang W.C., Kuo H.S., Tsai M.J. et al. Adeno-associated virus-mediated human acidic fibroblast growth factor expression promotes functional recovery of spinal cord-contused rats // J. Gene Med. - 2011. - Vol. 13, № 5. - P. 283-289.
  15. Hung K.S., Tsai S.H., Lee T.C. et al. Gene transfer of insulin-like growth factor-I providing neuroprotection after spinal cord injury in rats // J. Neurosurg Spine. - 2007. - Vol. 6, № 1. - P. 35-46.
  16. Kaech S. Kim J.B., Cariola M., Ralston E. Improved lipid-mediated gene transfer into primary cultures of hippocampal neurons // Brain Res. Mol. Brain Res. - 1996. - Vol. 35, № 1-2. - P. 344-348.
  17. Kane M.J., Citron B.A. Transcription factors as therapeutic targets in CNS disorders // Recent Pat. CNS Drug. Discov. - 2009. - Vol. 4, № 3. - P. 190-199.
  18. Koda M., Hashimoto M., Murakami M. et al. Adenovirus vector-mediated in vivo gene transfer of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) promotes rubrospinal axonal regeneration and functional recovery after complete transection of the adult rat spinal cord // J. Neurotrauma. - 2004. - Vol. 21, № 3. - P. 329-337.
  19. Lavdas A.A., Papastefanaki F., Thomaidou D., Matsas R. Cell adhesion molecules in gene and cell therapy approaches for nervous system repair // Curr. Gene Ther. - 2011. - Vol. 11, № 2. - P. 90-100.
  20. Li Y., Wang J., Lee C.G. et al. CNS gene transfer mediated by a novel controlled release system based on DNA complexes of degradable polycation PPE-EA: a comparison with polyethylenimine/DNA complexes // Gene Ther. - 2004. - Vol. 11, № 1. - P. 109-114.
  21. Liu J.L., Ma Q.P., Huang Q.D. et al. Cationic lipids containing protonated cyclen and different hydrophobic groups linked by uracil-PNA monomer: synthesis and application for gene delivery // Eur. J. Med. Chem. - 2011. - Vol. 46, № 9. - P. 4133-4141.
  22. Llorens F., Gil V., del Rнo J.A. Emerging functions of myelin-associated proteins during development, neuronal plasticity, and neurodegeneration // FASEB J. - 2011. - Vol. 25, № 2. - P. 463-475.
  23. Lu K.W., Chen Z.Y., Hou T.S. Protective effect of liposome-mediated glial cell line-derived neurotrophic factor gene transfer in vivo on motoneurons following spinal cord injury in rats // Chin J. Traumatol. - 2004. - Vol. 7, № 5. - P. 275-279.
  24. Luten J. van Nostrum C.F., De Smedt S.C., Hennink W.E. Biodegradable polymers as non-viral carriers for plasmid DNA delivery // J. Control Release. - 2008. - Vol. 126, № 2. - P. 97-110.
  25. Mason M.R., Tannemaat M.R., Malessy M.J., Verhaagen J. Gene therapy for the peripheral nervous system: a strategy to repair the injured nerve // Curr. Gene Ther. - 2011. - Vol. 11, № 2. - P. 75-89.
  26. McDonald C.L., Bandtlow C., Reindl M. Targeting the Nogo receptor complex in diseases of the central nervous system // Curr Med Chem. - 2011. - Vol. 18, № 2. - P. 234-244.
  27. Moore D.L., Goldberg J.L. Multiple transcription factor families regulate axon growth and regeneration // Dev Neurobiol. - 2011. - Vol. 71. - № 12. - P. 1186-1211.
  28. Morris R., Morgan B.S., Lewis T.M. et al. In vivo somatic delivery of plasmid DNA and retrograde transport to obtain cell-specific gene expression in the central nervous system // J. Neurochem. - 2004. - Vol. 90, № 6. - P. 1445-1452.
  29. Nakajima H., Uchida K., Kobayashi S. et al. Rescue of rat anterior horn neurons after spinal cord injury by retrogradetransfection of adenovirus vector carrying brain-derived neurotrophic factor gene // J. Neurotrauma. - 2007. - Vol. 24, № 4. - P. 703-712.
  30. Ohki E.C., Tilkins M.L., Ciccarone V.C., Price P.J. Improving the transfection efficiency of post-mitotic neurons // J. Neurosci Methods. - 2001. - Vol. 112, № 2. - P. 95-99.
  31. Pizzi M.A., Crowe M.J. Transplantation of fibroblasts that overexpress matrix metalloproteinase-3 into the site of spinal cord injury in rats // J. Neurotrauma. - 2006. - Vol. 23, № 12. - P. 1750-1765.
  32. Shi E., Jiang X., Kazui T. et al. Nonviral gene transfer of hepatocyte growth factor attenuates neurologic injury after spinal cord ischemia in rabbits // J. Thorac Cardiovasc Surg. - 2006. - Vol. 132, № 4. - P. 941-947.
  33. Shibata M., Murray M., Tessler A. et al. Single injections of a DNA plasmid that contains the human Bcl-2 gene prevent loss and atrophy of distinct neuronal populations after spinal cord injury in adult rats // Neurorehabil Neural Repair. - 2000. - Vol. 14, № 4. - P. 319-330.
  34. Takahashi K., Schwarz E., Ljubetic C. et al. DNA plasmid that codes for human Bcl-2 gene preserves axotomized Clarke's nucleus neurons and reduces atrophy after spinal cord hemisection in adult rats // J. Comp Neurol. - 1999. - Vol. 404, № 2. - P. 159-171.
  35. Usachev Y.M., Khammanivong A., Campbell C. et al. Particle-mediated gene transfer to rat neurons in primary culture // Pflugers Arch. - 2000. - Vol. 439, № 6. - P. 730-738.
  36. Washbourne P., McAllister A.K. Techniques for gene transfer into neurons // Curr. Opin. Neurobiol. - 2002. - Vol. 12, № 5. - P. 566-573.
  37. Wiesenhofer B., Humpel C. Lipid-mediated gene transfer into primary neurons using FuGene: comparison to C6 glioma cells and primary glia // Exp. Neurol. - 2000. - Vol. 164. - № 1. - P. 38-44.
  38. Xiang J.J., Tang J.Q., Zhu S.G. et al. IONP-PLL: a novel non-viral vector for efficient gene delivery // J. Gene Med. - 2003. - Vol. 5, № 9. - P. 803-817.
  39. Yukawa Y., Lou J., Fukui N., Lenke L.G. Optimal treatment timing to attenuate neuronal apoptosis via Bcl-2 gene transfer in vitro and in vivo // J. Neurotrauma. - 2002. - Vol. 19, № 9. - P. 1091-1103.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Челышев Ю.А., Мухамедшина Я.О., Шаймарданова Г.Ф., Николаев С.И., 2012

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 75562 от 12 апреля 2019 года.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах