Novel Methods for Delivering Nucleic Acids Therapeutics
- Reference number
- MDB09-0015
- Start and end dates
- 090801-120831
- Amount granted
- 2 100 000 SEK
- Administrative organization
- Stockholm University
- Research area
- Life Sciences
Summary
The main objective is to develop efficacious cellular delivery vehicles for synthetic oligonucleotides that regulate gene function. The core is novel method development for modification of established functional cell penetrating peptides (CPPs) to enhance their functionality for oligonucleotide delivery in vitro and in vivo. The first objective is to synthesize a number of modified CPPs and evaluate functionality in vitro using an established cell-based splicing correction assay at Prof. Ülo Langel's laboratory at Stockholm University. The evaluations will be complemented with state-of-the-art confocal microscopy and fluorescent assisted cell sorting (FACS) performed at Prof. Shiroh Futaki's laboratory at Kyoto University utilizing the same cell system as in Stockholm. The second objective is to further optimize the most promising modified CPPs based on results from the cellular splice correction assay and microscopy and FACS observations. The advantage of evaluating the CPPs by several methodologies will be fully exploited. Promising candidates will be subject for skin permeation evaluation (Prof. Kogure’s lab) and analysis of membrane interaction mechanisms at the laboratories of Prof. Gräslund and Prof. Matubayasi. The third objective is to study the efficacy of the lead compound in a number of cell-lines and, in parallel, in human disease models in vivo initially with oligonucleotides targeting genes involved in the progression of skin cancer, e.g. Bcl-2.
Popular science description
Ett stort antal vanliga sjukdomar, till exempel cancer, har genetisk bakgrund vilket ger upphov till att kroppen bildar dysfunktionella proteiner. Under de senaste åren har ett stort antal metoder utvecklats för att kunna korrigera uppkomsten av dessa proteiner. Exempel på sådana metoder är olikonukleotider som utöver RNA interferens, för vars upptäckt Nobelpriset i medicin utdelades 2006, och splistnings-korrigerande oligonukleotider. Det största hindret för att dessa lovande metoder ska kunna användas kliniskt är att de aktiva oligonukleotiderna inte kan levereras till rätt vävnad eller ens komma in i de celler där ska utöva sin effekt. Detta beror på att celler i vår kropp är omgivet av ett skyddande membran. Detta membran är livsnödvändigt för cellers biologiska funktion och verkar som ett skydd mot icke kroppsegna substanser. Det faktum att membranet är ytterst ogenomträngligt för främmande substanser försvårar upptaget av läkemedel, i synnerhet kroppfrämmande oligonukleotider. För att kunna introducera dessa oligonukleotider in i celler har olika leveransmetoder utvecklats. En sådan metod är så kallade cell-penetrerande peptider (CPPer). Dessa CPPer har förmågan att effektivt ta sig in i celler och transportera en mängd olika substanser över plasmamembranet. Syftet med det projekt som vi nu söker anslag för att vidareutveckla det samarbete som pågått under de senaste två åren mellan professorerna Ülo Langel vid Stockholms universitet och Shiroh Futaki vid Kyoto universitet. Det redan initierade samarbetet har framgångsrikt syftat till att förstå mekanismerna för cellulärt upptag av CPPer. Langels forskningsgrupp har utnyttjat sina möjligheter för kemisk syntes och utvärdering av effektivitet i mänskliga celler och Futakis forskningsgrupp har utfört avancerad analys av mekanismerna för cellulärt upptag. I detta projekt kommer samarbetet utvidgas betydligt till att omfatta Professor Astrid Gräslund som kommer utnyttja sin kapacitet för att utvärdera de biofysiska mekanismerna för upptag samt professorerna Kogure och Matubayasi respektive möjligheter till att utvärdera upptag via huden samt datasimuleringar av de molekylära interaktionerna. Detta omfattande samarbete kommer att ge en unik möjlighet till total förståelse av mänskliga cellers CPP-medierade upptag av oligonukleotider. Målet är att utveckla mer effektiva CPPer som är ändamålsenligt designade för oligonukleotidupptag, med primärt fokus på hudcancerrelaterade sjukdomsindikationer.