Рис.1.  |  Construct design and in vitro testing of lenti-siRNA constructs.


Рис.2.  |  Characterization of the effects of lenti-siBACE1-6 expression in the brains of APP transgenic mice.


Рис.3.  |  Immunolabeling patterns of BACE1 expression and the lenti-siRNA distribution.


Рис.4.  |  Effects of the lenti-siBACE1-6 treatment on APP processing and amyloid deposition.


Рис.5.  |  Effects of lenti-siBACE1-6 on neuronal integrity.


Рис.6.  |  Behavioral analysis of transgenic mice treated with lenti-siBACE1-6 in the Morris water maze.

Аберрантный процессинг предшественника амилоидного белка (amyloid precursor protein – APP), ведущий к накоплению amyloid-β пептида (Aβ1–42) является ключевым молекулярным событием в патогенезе болезни Альцгеймера. Увеличение активности протеолитического фермента β-секретазы (β -secretase (BACE1), которое способствует такому аномальному процессингу, ассоциируется с нейродегенерацией, накоплением АРР продуктов и болезнью Альцгеймера. Следовательно, инактивация BACE1 может быть использована в терапевтической стратегии лечения этого тяжелого и широко распространенного расстройства. Используя относительно новую технологию РНК интерференции (RNA interference - RNAi) для снижения активности BACE1 у АРР трансгенных мышей, группа Masliah и Verma недавно продемонстрировали эффективность такого подхода.

Лентивирусные векторы (lentiviral vectors), выбранные авторами из-за их способности к трансдукции неделящихся клеток и, в частности, нейронов, были сконструированы таким образом, чтобы они могли переносить селектированные «short hairpin» (короткая шпилька) RNA (shRNA) молекулы комплементарно к target sequences в открытой рамке считывания человеческого BACE1.

Мышам, экспрессирующим высокий уровень double-mutant human APP, вводили lenti-siBACE1 конструкции путем внутричерепных инъекций в популяцию чувствительных нейронов гиппокампа. Изначально эти мыши имели признаки сходные с таковыми при болезни Альцгеймера, т.е нейродегенерацию, нарушения памяти и амилоидные бляшки. Авторы обнаружили снижение уровней BACE1 в гиппокампе мышей, что способствовало значительному снижению протеолиза АРР и формирования А-β бляшек в этой области мозга. Кроме того, было отмечено существенное уменьшение нейродегенерации в гиппокампе у lenti-siBACE1 инъецированных трансгенных мышей, однако такого снижения не наблюдали в неокортексе, куда lenti-siBACE1 конструкции не вводили. Дефицит пространственного обучения и памяти, который оценивали в водном лабиринте Морриса, также устранялся при воздействии лентивирусных векторов, экспрессирующих siRNAs (small interfering RNA) таргетирующих BACE1. Наблюдали уменьшение образования амилоида, частичное устранение нейродегенеративной недостаточности и поведенческих отклонений у АРР трансгенных мышей, являющихся моделями болезни Альцгеймера.

Результаты свидетельствуют о том, что доставка с помощью лентивирусного вектора BACE1 siRNA может специфическим образом снижать расщепление (деление) АРР и нейродегенерацию in vivo и что данный подход может быть использован при терапии болезни Альцгеймера, хотя, как отмечают авторы остается еще множество вопросов, касающихся доставки и продолжительности экспрессии вводимых молекул. Тем не менее, авторы полагают, что использование RNAi является перспективным методом лечения не только болезни Альцгеймера, но и других нейродегенеративных болезней человека.