Name: delivery of therapeutic sirna to the cns using cationic and anionic liposomes
Uploaded: 2016-07-23T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Delivery of Therapeutic siRNA to the CNS Using Cationic and Anionic Liposomes at JoVE.com

We would like to acknowledge the following funding sources: the CSU Infectious Disease Translational Research Training Program (ID:TRTP) and the NIH research grant program (R01 NS075214-01A1). We would like to thank the Telling lab for the use of their monoclonal antibody PRC5. We would also like to thank the Dow lab for DOTAP liposomes, and for sharing their expertise in generating liposomes.

Все мыши были выведены и поддерживаются в Лаборатории животных ресурсов, аккредитованных Ассоциацией по оценке и аккредитации лаборатории Animal Care International, в соответствии с процедурами, утвержденными по уходу и использованию комитета Institutional животных путем в Университете штата Колорад...

<ol>
	<li>Bolton, D. C., Mckinley, M. P., Prusiner, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+a+protein+that+purifies+with+the+scrapie+prion.">Identification of a protein that purifies with the scrapie prion.</a> Science. 218 (4579), 1309-1311 (1982).</li><li>McKinley, M. P., Bolton, D. C., Pruisner, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+protease-resistant+protein+is+a+structural+component+of+the+scrapie+prion.">A protease-resistant protein is a structural component of the scrapie prion.</a> Cell. 35 (1), 57-62 (1983).</li><li>Pruisner, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+proteinaceous+infectious+particles+cause+scrapie.">Novel proteinaceous infectious particles cause scrapie.</a> Science. 216 (4542), 136-144 (1982).</li><li>Jeffrey, M., McGovern, G., Sis&#242;, S., Gonz&#225;lez, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+and+sub-cellular+pathology+of+prion+diseases:+relationship+between+morphological+changes,+accumulation+of+abnormal+prion+protein+and+clinical+disease.">Cellular and sub-cellular pathology of prion diseases: relationship between morphological changes, accumulation of abnormal prion protein and clinical disease.</a> Acta Neuropathologica. 121 (1), 113-134 (2011).</li><li>B&#252;eler, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mice+devoid+of+PrP+are+resistant+to+scrapie.">Mice devoid of PrP are resistant to scrapie.</a> Cell. 73 (7), 1339-1347 (1993).</li><li>Pfeifer, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lentivector-mediated+RNAi+efficiently+suppresses+prion+protein+and+prolongs+survival+of+scrapie-infected+mice.">Lentivector-mediated RNAi efficiently suppresses prion protein and prolongs survival of scrapie-infected mice.</a> J Clin Invest. 116 (12), 3204-3210 (2006).</li><li>White, M., Farmer, M., Mirabile, I., Brandner, S., Collinge, J., Mallucci, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+treatment+with+RNAi+against+prion+protein+rescues+early+neuronal+dysfunction+and+prolongs+survival+in+mice.">Single treatment with RNAi against prion protein rescues early neuronal dysfunction and prolongs survival in mice.</a> Proc Natl Acad Sci. 105 (29), 10238-10243 (2008).</li><li>Gallozzi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prnp+knockdown+in+transgenic+mice+using+RNA+interference.">Prnp knockdown in transgenic mice using RNA interference.</a> Transgenic Research. 17 (5), 783-791 (2008).</li><li>Mallucci, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeting+cellular+prion+protein+reverses+early+cognitive+deficits+and+neurophysiological+dysfunction+in+prion-infected+mice.">Targeting cellular prion protein reverses early cognitive deficits and neurophysiological dysfunction in prion-infected mice.</a> Neuron. 53 (3), 325-335 (2007).</li><li>Pulford, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liposome-siRNA-peptide+complexes+cross+the+blood-brain+barrier+and+significantly+decrease+PrPC+on+neuronal+cells+PrPRes+in+infected+cultures.">Liposome-siRNA-peptide complexes cross the blood-brain barrier and significantly decrease PrPC on neuronal cells PrPRes in infected cultures.</a> PLoS One. 5 (6), (2010).</li><li>Malone, R. W., Felgner, P. L., Verma, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cationic+liposome-mediated+RNA+transfection.">Cationic liposome-mediated RNA transfection.</a> Proc Natl Acad Sci. 86, 6077-6081 (1989).</li><li>Liu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+influencing+the+efficiency+of+cationic+liposome-mediated+intravenous+gene+delivery.">Factors influencing the efficiency of cationic liposome-mediated intravenous gene delivery.</a> Nat Biotechnol. 15, 167-173 (1997).</li><li>Freimark, B. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cationic+lipids+enhance+cytokine+and+cell+influx+levels+in+the+lung+following+administration+of+plasmid:+cationic+lipid+complexes.">Cationic lipids enhance cytokine and cell influx levels in the lung following administration of plasmid: cationic lipid complexes.</a> J Immunol. 160 (9), 4580-4586 (1998).</li><li>Balzas, D. A., Godbey, W. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liposomes+for+use+in+gene+delivery.">Liposomes for use in gene delivery.</a> J Drug Deliv. , (2011).</li><li>Srinivasan, C., Burgess, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+and+characterization+of+anionic+lipoplexes+for+gene+delivery.">Optimization and characterization of anionic lipoplexes for gene delivery.</a> J Control Release. 136 (1), 62-70 (2009).</li><li>Lakkaruju, A., Dubinsky, J. M., Low, W. C., Rahman, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurons+are+protected+from+excitotoxic+death+by+p53+antisense+oligonucleotides+delivered+in+anionic+liposomes.">Neurons are protected from excitotoxic death by p53 antisense oligonucleotides delivered in anionic liposomes.</a> J Biol Chem. 276 (34), 32000-32007 (2001).</li><li>Tao, Y., Han, J., Dou, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain-targeting+gene+delivery+using+a+rabies+virus+glycoprotein+peptide+modulated+hollow+liposomes:+bio-behavioral+study.">Brain-targeting gene delivery using a rabies virus glycoprotein peptide modulated hollow liposomes: bio-behavioral study.</a> J Mater Chem. 22, 11808-11815 (2012).</li><li>Li, S., Huang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+gene+transfer+via+intravenous+administration+of+cationic+lipid-protamine-DNA+(LPD)+complexes.">In vivo gene transfer via intravenous administration of cationic lipid-protamine-DNA (LPD) complexes.</a> Gene Ther. 4 (9), 891-900 (1997).</li><li>Li, S., Rizzo, M. A., Bhattacharya, S., Huang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+cationic+lipid-protamine-DNA+(LPD)+complexes+for+intravenous+gene+delivery.">Characterization of cationic lipid-protamine-DNA (LPD) complexes for intravenous gene delivery.</a> Gene Ther. 5 (7), 930-937 (1998).</li><li>Kumar, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transvascular+delivery+of+small+interfering+RNA+to+the+central+nervous+system.">Transvascular delivery of small interfering RNA to the central nervous system.</a> Nature. 448, 39-43 (2007).</li><li>Voinea, M., Simionescu, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Designing+of+'intelligent'+liposomes+for+efficient+delivery+of+drugs.">Designing of 'intelligent' liposomes for efficient delivery of drugs.</a> J Cell Mol Med. 6 (4), 465-474 (2002).</li><li>Lakkaraju, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurons+are+protected+from+excitotoxic+death+by+p53+antisense+oligonucleotides+delivered+in+anionic+liposomes.">Neurons are protected from excitotoxic death by p53 antisense oligonucleotides delivered in anionic liposomes.</a> J. Biol. Chem. 276 (34), 32000-32007 (2001).</li><li>Li, S., Huang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+gene+transfer+via+intravenous+administration+of+cationic+lipid-protamine-DNA+(LPD)+complexes.">In vivo gene transfer via intravenous administration of cationic lipid-protamine-DNA (LPD) complexes.</a> Gene Ther. 4 (9), 891-900 (1997).</li><li>B&#252;eler, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Normal+development+and+behaviour+of+mice+lacking+the+neuronal+cell-surface+PrP+protein.">Normal development and behaviour of mice lacking the neuronal cell-surface PrP protein.</a> Nature. 356 (6370), 577-582 (1992).</li><li>Dykxhoorn, D., Novina, C., Sharp, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Killing+the+messenger:+short+RNAs+that+silence+gene+expression.">Killing the messenger: short RNAs that silence gene expression.</a> Nat Rev Mol Cell Bio. 4 (6), 457-467 (2003).</li><li>Graham, A., Ray, M., Perry, E., Jaros, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+nicotinic+acetylcholine+receptor+subunit+expression+in+the+human+hippocampus.">Differential nicotinic acetylcholine receptor subunit expression in the human hippocampus.</a> J Chem Neuroanat. 25 (2), 97-113 (2003).</li><li>Kretzschmar, H. A., Prusiner, S. B., Stowring, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scrapie+prion+proteins+are+synthesized+in+neurons.">Scrapie prion proteins are synthesized in neurons.</a> Am J Pathol. 122 (1), 1-5 (1986).</li><li>Moser, M., Colello, R., Pott, U., Oesch, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developmental+expression+of+the+prion+protein+gene+in+glial+cells.">Developmental expression of the prion protein gene in glial cells.</a> Neuron. 14 (3), 509-517 (1995).</li><li>Cronier, S., Laude, H., Peyrin, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prions+can+infect+primary+cultured+neurons+and+astrocytes+and+promote+neuronal+cell+death.">Prions can infect primary cultured neurons and astrocytes and promote neuronal cell death.</a> Proc Natl Acad Sci. 101 (33), 12271-12276 (2004).</li><li>Diedrich, J., Bendheim, P., Kim, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scrapie-associated+prion+protein+accumulates+in+astrocytes+during+scrapie+infection.">Scrapie-associated prion protein accumulates in astrocytes during scrapie infection.</a> Proc Natl Acad Sci. 88 (2), 375-379 (1991).</li></ol>

Этот отчет описывает протокол для создания двух целевых систем доставки, которые эффективно транспортирует миРНК в ЦНС. Предыдущие способы доставки миРНК в ЦНС включены инъекционные векторы миРНК / shRNA непосредственно в мозг, внутривенные инъекции целевого миРНК или внутривенной инъ?...

Прионы тяжелые нейродегенеративные заболевания, которые влияют на центральную нервную систему. Прионные заболевания являются результатом неправильного сворачивания нормального клеточного белка приона, PrP C, инфекционным изомера под названием PrP Res. Эти заболевания влияют на большое разнообразие видов , включая коровьей губчатой ​​энцефалопатии у коров, скрепи у овец, хроническая изнуряющая болезнь в оленевых и болезнь Крейтцфельда-Якоба у человека 1-3. Прионы вызывают нейродегенера-, который начинается с синаптической потери, и переходит к вакуолизации, глиоза, потерю нейронов, а также отложения зубного налета. В конце концов, приводит к смерти животного / индивидуального 4. В течение многих десятилетий, ученые исследовали соединения, предназначенные, чтобы замедлить или остановить прогрессирование заболевания прион. Тем не менее, исследователи не обнаружили ни успешной терапии или эффективное системное средство доставки. Эндогенной экспрессии PrP С необходим для развития прионовых заболеваний 5 </sвверх&gt;. Таким образом, уменьшение или устранение экспрессии PrP C может привести к задержке или облегчения заболевания. Несколько групп создали трансгенных мышей с пониженным уровнем PrP C или закачивается lentivectors , выражающих shRNA непосредственно в мышиной ткани головного мозга , чтобы исследовать роль уровней экспрессии PrP C в прионовых болезней. Эти исследователи обнаружили уменьшение количества нейронов PrP C привело к остановке прогрессивного невропатологии прионных заболеваний и продлил жизнь животных 6-9. Мы сообщили , что результаты лечения PrP C миРНК в оформлении PrP Res в клетках нейробластомы мыши 10. Эти исследования показали, что использование методов лечения для снижения уровней экспрессии PrP C, как и малых интерферирующих РНК (киРНК), которая расщепляет мРНК, может достаточно задержать прогрессирование прионовых заболеваний. Тем не менее, большинство методов лечения исследованные для прионных заболеваний были поставлены таким образом, что не будет практичнымв клинических условиях. Поэтому миРНК терапия нуждается в системной систему доставки, которая доставляется внутривенно и ориентированные на ЦНС. Исследователи изучали применение липосом в качестве средств доставки продуктов генной терапии. Катионные и анионные липиды оба используются в формировании липосом. Катионные липиды более широко, чем анионные липиды, так как разность заряда между катионного липида и ДНК / РНК обеспечивает эффективную упаковку. Еще одним преимуществом катионных липидов является то , что они пересекают клеточную мембрану легче , чем другие липиды 11-14 лет. Тем не менее, катионные липиды являются более иммуногенными , чем анионных липидов 13,14. Таким образом, исследователи начали переходить от использования катионные к анионным липидов в липосомах. Продукты генной терапии может быть эффективно упакованы в анионные липосомы с использованием положительно заряженный пептид протамина сульфата, который конденсирует молекулы ДНК / РНК 15-19 лет. Так как анионного липиDS являются менее иммуногенными , чем катионные липиды , они , возможно, к увеличению времени циркуляции, и может быть более терпимы в моделях на животных 13,14. Липосомы предназначены для конкретных тканей с использованием ориентации пептидов, которые присоединены к липосом. РВГ-9R нейропептид, который связывается с никотиновых рецепторов ацетилхолина, использовался для целевой Серна и липосом в ЦНС 17-20. В настоящем докладе приводится протокол для получения трех средств доставки миРНК, а также для упаковки и доставки миРНК в нервных клеток (рисунок 1). Липосомы-миРНК-пептидных комплексов (LSPCs) состоят из липосом с миРНК и РВГ-9R нацеливание пептид электростатически прикреплен к внешней поверхности липосом. Пептид на имя липосом инкапсулированный терапевтические миРНК (PALETS) состоят из миРНК и протамина, инкапсулированного в липосомы, с РВГ-9R ковалентно связаны с липидного PEG групп. Используя описанные ниже методы для генерации LSPCs и палетS, PrP C миРНК уменьшает экспрессию PrP C до 90% в нервных клетках, который держит огромное обещание вылечить или существенно задержать начало патологии болезни прион.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="606">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">DOTAP lipid</td>
			<td style="width:104px;">Avanti Lipids</td>
			<td style="width:119px;">890890</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Cholesterol</td>
			<td style="width:104px;">Avanti Lipids</td>
			<td style="width:119px;">700000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">DSPE</td>
			<td style="width:104px;">Avanti Lipids</td>
			<td style="width:119px;">850715</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">DSPE-PEG</td>
			<td style="width:104px;">Avanti Lipids</td>
			<td style="width:119px;">880125</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Chloroform</td>
			<td style="width:104px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">AC268320010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Methanol</td>
			<td style="width:104px;">EMD Millipore</td>
			<td style="width:119px;">113351</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">N2 Gas</td>
			<td style="width:104px;">AirGas</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Sucrose</td>
			<td style="width:104px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">S5-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Extruder</td>
			<td style="width:104px;">Avanti Lipids</td>
			<td style="width:119px;">610023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">1.0, 0.4, and 0.2um filters</td>
			<td style="width:104px;">Avanti Lipids</td>
			<td style="width:119px;">610010, 610007, 610006</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">PBS</td>
			<td style="width:104px;">Life Technologies</td>
			<td style="width:119px;">70011-044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Protamine sulfate</td>
			<td style="width:104px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">ICN10275205</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">EDC</td>
			<td style="width:104px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:119px;">22980</td>
			<td>Aliquoted for single use</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Sulfo-NHS</td>
			<td style="width:104px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:119px;">24510</td>
			<td>Aliquoted for single use</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">40um Cell Strainer</td>
			<td style="width:104px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">08-771-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Rat anti-mouse CD16/CD32 Fc block</td>
			<td style="width:104px;">BD Pharmigen</td>
			<td style="width:119px;">553141</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Anti-PrP antibody (PRC5)</td>
			<td style="width:104px;">Proprietary - PRC</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

delivery of therapeutic sirna to the cns using cationic and anionic liposomes

Prion diseases result from the misfolding of the normal, cellular prion protein (PrPC) to an abnormal protease resistant isomer called PrPRes. The emergence of prion diseases in wildlife populations and their increasing threat to human health has led to increased efforts to find a treatment for these diseases. Recent studies have found numerous anti-prion compounds that can either inhibit the infectious PrPRes isomer or down regulate the normal cellular prion protein. However, most of these compounds do not cross the blood brain barrier to effectively inhibit PrPRes formation in brain tissue, do not specifically target neuronal PrPC, and are often too toxic to use in animal or human subjects. 
We investigated whether siRNA delivered intravascularly and targeted towards neuronal PrPC is a safer and more effective anti-prion compound. This report outlines a protocol to produce two siRNA liposomal delivery vehicles, and to package and deliver PrP siRNA to neuronal cells. The two liposomal delivery vehicles are 1) complexed-siRNA liposome formulation using cationic liposomes (LSPCs), and 2) encapsulated-siRNA liposome formulation using cationic or anionic liposomes (PALETS). For the LSPCs, negatively charged siRNA is electrostatically bound to the cationic liposome. A positively charged peptide (RVG-9r [rabies virus glycoprotein]) is added to the complex, which specifically targets the liposome-siRNA-peptide complexes (LSPCs) across the blood brain barrier (BBB) to acetylcholine expressing neurons in the central nervous system (CNS). For the PALETS (peptide addressed liposome encapsulated therapeutic siRNA), the cationic and anionic lipids were rehydrated by the PrP siRNA. This procedure results in encapsulation of the siRNA within the cationic or anionic liposomes. Again, the RVG-9r neuropeptide was bound to the liposomes to target the siRNA/liposome complexes to the CNS. Using these formulations, we have successfully delivered PrP siRNA to AchR-expressing neurons, and decreased the PrPC expression of neurons in the CNS.

Для повышения эффективности киРНК герметизацию в анионных PALETS, киРНК смешивали с протамина. Для определения наилучшей концентрации протамина для миРНК, киРНК смешивали с различными концентрациями протамина, от 1: 1 до 2: 1 (фиг.3А). Был 60-65% миРНК Эффективность ин...

Watch this Scientific Journal Video about Delivery of Therapeutic siRNA to the CNS Using Cationic and Anionic Liposomes at JoVE.com

Delivery of Therapeutic siRNA to the CNS Using Cationic and Anionic Liposomes

The goal of this protocol is to use cationic/anionic liposomes with a neuro-targeting peptide as a CNS delivery system to enable siRNA to cross the BBB. The optimization of a delivery system for treatments, like siRNA, would allow for more treatment options for prion and other neurodegenerative diseases.

Доставки терапевтических миРНК в ЦНС с использованием катионных и анионных липосом

Prion diseases result from the misfolding of the normal, cellular prion protein (PrPC) to an abnormal protease resistant isomer called PrPRes.  The ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

Дизайн Циклические биореактора давление для Ex Vivo Изучение аортального клапанов сердца

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

Therapeutic Gene Delivery and Transfection in Human Pancreatic Cancer Cells using Epidermal Growth Factor Receptor-targeted Gelatin Nanoparticles

Доставка генов и Трансфекция в человеческий рак поджелудочной железы клетки, используя эпидермального фактора роста рецепторов ориентированных Желатин основе Engineered Nanovectors

More than 32,000 patients are diagnosed with pancreatic cancer in the United States per year and the disease is associated with very high mortality 1. ...

High efficiency, Site-specific Transfection of Adherent Cells with siRNA Using Microelectrode Arrays (MEA)

High efficiency, Site-specific Transfection of Adherent Cells with siRNA Using Microelectrode Arrays MEA

Высокая эффективность, определенных сайтов Трансфекция прилипшие клетки с помощью миРНК Микроэлектродные массивы (MEA)

The discovery of RNAi pathway in eukaryotes and the subsequent development of RNAi agents, such as siRNA and shRNA, have achieved a potent method for ...

Rapid and Low-cost Prototyping of Medical Devices Using 3D Printed Molds for Liquid Injection Molding

Быстрое и дешевое прототипов медицинских устройств с использованием 3D печатных Пресс-формы для литья под давлением жидкости

Biologically inert elastomers such as silicone are favorable materials for medical device fabrication, but forming and curing these elastomers using ...

Porous Silicon Microparticles for Delivery of siRNA Therapeutics

Пористого кремния Микрочастицы для доставки миРНК терапии

Small interfering RNA (siRNA) can be used to suppress gene expression, thereby providing a new avenue for the treatment of various diseases. However, the ...

Multicolor Fluorescence Detection for Droplet Microfluidics Using Optical Fibers

Многоцветная флуоресценция обнаружения для дроплета Microfluidics Использование оптических волокон

Fluorescence assays are the most common readouts used in droplet microfluidics due to their bright signals and fast time response. Applications such as ...

Intraductal Delivery to the Rabbit Mammary Gland

Внутрипротокового Доставка в Кролика МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Localized intraductal treatments for breast cancer offer potential advantages, including efficient delivery to the tumor and reduced systemic toxicity and ...

Preparation, Purification, and Use of Fatty Acid-containing Liposomes

Подготовка, очистки и использования липосомы, содержащие жирные кислоты

Liposomes containing single-chain amphiphiles, particularly fatty acids, exhibit distinct properties compared to those containing diacylphospholipids due ...

Comprehensive Evaluation of the Effectiveness and Safety of Placenta-Targeted Drug Delivery Using Three Complementary Methods

Всеобъемлющая оценка эффективности и безопасности препарата плаценты целевой доставки с помощью трех взаимодополняющих методов

No effective treatments currently exist for placenta-associated pregnancy complications, and developing strategies for the targeted delivery of drugs to ...

Generation of Cationic Nanoliposomes for the Efficient Delivery of In Vitro Transcribed Messenger RNA

Generation of Cationic Nanoliposomes for the Efficient Delivery of In Vitro Transcribed Messenger RNA

Поколение катионного Nanoliposomes для эффективной доставки в Vitro транскрипции РНК

The development of messenger RNA (mRNA)-based therapeutics for the treatment of various diseases becomes more and more important because of the positive ...