El equipo de investigación dirigido por Yao Honghong de la Universidad del Sudeste ha desarrollado un fármaco de ácido nucleico con el potencial de suprimir la actividad de las células microgliales y poseer propiedades antidepresivas.

Las vesículas extracelulares (VE) son diversas estructuras vesiculares con membrana (40-100 nm) liberadas por las células. Debido a su baja inmunogenicidad, biodegradabilidad, baja toxicidad y capacidad para atravesar la barrera hematoencefálica, las VE se han convertido en posibles transportadores de fármacos en los campos de la inmunoterapia, la medicina regenerativa, etc., y han emergido como vehículo para nuevos sistemas de administración de fármacos.

El ARN circular DYM (circDYM) se deriva de los exones 4, 5 y 6 del gen DYM. Actúa como una "esponja" para que el miARN 9 lo adsorba e inhiba, desempeñando así una función reguladora. En 2018, el equipo de investigación dirigido por Yao Honghong del Departamento de Farmacología de la Facultad de Medicina de la Universidad del Sudeste descubrió que la sobreexpresión de circDYM en la región del hipocampo podría inhibir la actividad de miRNA 9, reduciendo en última instancia la activación de las células microgliales y aliviando los comportamientos similares a la depresión.

El 13 de enero de 2022, basándose en los resultados de investigación mencionados, el equipo de investigación dirigido por Yao Honghong construyó vesículas extracelulares dirigidas al sistema nervioso central que encapsulan circDYM (RVG-circDYM-EVs), lo que alivió eficazmente los trastornos de conducta similares a la depresión causados ​​por el estrés crónico. Desarrollaron con éxito ARN circular en un fármaco de ácido nucleico.

En 2011, se desarrolló un nuevo método para la administración dirigida de ARNi mediante exosomas. La proteína de superficie de la membrana lamp2b de los exosomas se modificó y se fusionó con la glicoproteína del virus de la rabia (RVG) específica de neuronas para formar exosomas con la proteína de fusión RVG-lamp2b. Mediante electroporación, se introdujo ARN de interferencia de cadena corta exógeno en los exosomas. El RVG en la superficie de los exosomas se une al receptor de acetilcolina para liberar específicamente el ARN de interferencia de cadena corta en las neuronas, lo que reduce significativamente la expresión de BACE1, una proteína relacionada con la enfermedad de Alzheimer.

Mediante un método similar, los investigadores construyeron el sistema RVG - circDYM - EVs. Utilizando exosomas como transportadores, lograron la sobreexpresión de circDYM con la diana del receptor nicotínico de acetilcolina (Figura 1). Dos horas después de la inyección en la vena de la cola de 200 μg de RVG - circDYM - EVs, este sistema de exosomas comenzó a enriquecerse en el hígado, los riñones, el corazón, el bazo, el cerebro y otras partes de los ratones (Figura 2). Entre ellas, el hígado presentó el mayor enriquecimiento y expresión. Con el tiempo, el contenido de exosomas disminuyó gradualmente.

Además, las EV RVG-circDYM pueden expresarse específicamente en la microglía, neuronas y astrocitos de la región hipocampal. Esto indica que los exosomas con sobreexpresión de circDYM dirigida al receptor nicotínico de acetilcolina pueden atravesar la barrera hematoencefálica y entrar en el cerebro del ratón, distribuyéndose uniformemente.

Experimentos celulares in vitro revelaron que las EV RVG - circDYM - podrían reducir la activación de la microglía inducida por lipopolisacárido: las expresiones de iNOS, IL - 6, IL - 1β y MCP-1 disminuyeron. Posteriormente, tras la inyección en la vena de la cola de 100, 200, 300 y 400 μg de RVG - circDYM - EVs a ratones con depresión - comportamiento similar causado por estrés crónico, los 200, 300 y 400 μLos grupos de dosis g podrían mejorar significativamente el comportamiento depresivo de los ratones (Figura 3).

Para explorar más a fondo el mecanismo molecular mediante el cual las EV RVG - circDYM - regulan la actividad de la microglía, los investigadores descubrieron mediante secuenciación unicelular que la proteína TATA - factor 1 asociado a la proteína de unión a la caja TAF1 (factor de transcripción) podía regular más de 10 genes con expresión diferencial e interactuar con circDYM, colocalizándose en el citoplasma de la microglía. Experimentos in vitro demostraron que la sobreexpresión de TAF1 promovía la expresión de Trpm6 y Cyp39a1, y la sobreexpresión de circDYM podía inhibir este efecto promotor.

El lipopolisacárido podría promover la unión de TAF1 a los promotores de Trpm6 y Cyp39a1, y la inhibición de Trpm6 o Cyp39a1 podría bloquear el aumento de los niveles de iNOS causado por el lipopolisacárido. Estos experimentos moleculares indicaron que circDYM podría regular directamente la activación de la microglía a través de TAF1.

El estrés crónico podría causar una disminución en la expresión de proteínas de unión estrecha en la región hipocampal, un aumento en la permeabilidad de la barrera hematoencefálica y, en última instancia, la infiltración de células inmunitarias periféricas, como linfocitos T CD4+, linfocitos T CD8+ y linfocitos B B220+, en el parénquima cerebral. El tratamiento con EV RVG-circDYM podría reparar parcialmente la barrera hematoencefálica y reducir la infiltración de células inmunitarias periféricas.

Se informa que el RVG - circDYM - EVs desarrollado en este artículo fue objeto de una solicitud de patente el 13 de febrero de 2020. El nombre de la solicitud es: Exosomas con receptor nicotínico de acetilcolina: sobreexpresión dirigida de circDYM y sus métodos de preparación y aplicaciones.