FFC#7/2018

Caratterizzazione della rete dei fattori di trascrizione microRNA in fibrosi cistica: dalla “terapia microRNA” alla medicina di precisione (CF-miRNA-THER)

FFC#7/2018

Esperimenti in vitro dimostrano l’efficacia degli acidi peptidonucleici (PNA) nel regolare l’espressione del gene e quindi della proteina CFTR.

Responsabile

Roberto Gambari (Università degli Studi di Ferrara, Dip. di Scienze della Vita e Biotecnologia, Sez. Biochimica e Biologia molecolare)

Partner

Roberto Corradini (Università degli Studi di Parma, Dip. di Chimica, Scienze della Vita e Sostenibilità ambientale)

Ricercatori coinvolti

12

Categoria/e

AREA 1 Approcci innovativi per correggere il difetto di base, genetica

Durata

2 anni

Adozione raggiunta

€ 76.000 €

RISULTATI

I ricercatori hanno disegnato e sintetizzato alcune molecole, acidi peptidonucleici (PNA), con potenziale terapeutico per FC. I PNA sono in grado di regolare l’espressione dei geni attraverso l’interazione con altre molecole chiave della regolazione genica, i microRNA (o miRNA). In particolare, il team di ricerca ha dimostrato che in vitro, un PNA è in grado di interagire con un particolare miRNA, il “miRNA 145-5p” aumentando l’espressione genica di CFTR e di conseguenza inducendo maggiore disponibilità della proteina CFTR.
I ricercatori riportano inoltre che l’utilizzo dei PNA in aggiunta a modulatori già disponibili come VX-809 e VX-770, aumenta la funzionalità della proteina CFTR. È anche dimostrata la specificità d’azione dei PNA che si sono dimostrati selettivi per i miRNA bersaglio. I ricercatori hanno anche indagato la modalità di trasferire tali PNA all’interno delle cellule e hanno così caratterizzato due sistemi di trasporto (delivery): uno a base di nanoparticelle di silicio poroso e un altro a base di una macromolecola ciclica. L’analisi dell’intero complesso dei miRNA (chiamato miRNoma) di persone con FC, ovvero il corredo delle sequenze di tutti i miRNA cellulari, ha dimostrato una eterogeneità tra individui che suggerisce l’importanza di una strategia personalizzata per la terapia con PNA.

Pubblicazioni

  • Manicardi A, Gambari R, de Cola et al. Preparation of Anti-miR PNAs for Drug Development and Nanomedicine, Methods in MolBiol 2018;1811:49-63.
  • Gasparello J, Lomazzi M, Papi C et al. Efficient delivery of MicroRNA and AntimiRNA molecules using an Argininocalix[4]arene macrocycle, Molecular Therapy – Nucleic Acids2019 Dec 6;18:748-763
  • Finotti A, Fabbri E, Lampronti I et al. MicroRNAs and Long Non-coding RNAs in Genetic Diseases, Molecular Diagnosis & Therapy2019 Jan 4.
  • Gasparello J, Manicardi A, Casnati A et al. Efficient cell penetration and delivery of peptide nucleic acids by an argininocalix[4]arene, Scientific Reports 2019 Feb 28;9(1):3036.
  • Gambari R, Targeting microRNAs in Cystic Fibrosis (CF), International Journal of Molecular Medicine 44: supplement, 2019, page S22.
  • Sultan S, Fabbri E, Tamanini A et al. A PNA-based masking strategy for CFTR upregulation by targeting miR-145-5p binding sites of CFTR mRNA, International Journal of Molecular Medicine44: supplement, 2019, page S22.
  • Gambari R, Gasparello J, Fabbri E et al. Peptide Nucleic Acids for MicroRNA Targeting, Methods Mol Biol. 2020;2105:199-215.
  • Cabrini G, Rimessi A, Borgatti M et al. Role of Cystic Fibrosis Bronchial Epithelium in Neutrophil Chemotaxis, Mucosal Immunology 2020 Aug 4;11:1438
  • Sultan S, Rozzi A, Gasparello J et al. A Peptide Nucleic Acid (PNA) Masking the miR-145-5p Binding Site of the 30UTR of the Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR) mRNA Enhances CFTR Expression in Calu-3 Cells, Molecules 2020 Apr 5;25(7):1677.
  • Fabbri E, Tamanini A, Jakova T et al. Treatment of human airway epithelial Calu-3 cells with a peptide-nucleic acid (PNA) targeting the microRNA miR-101-3p is associated with increased expression of the cystic fibrosis Transmembrane Conductance Regulator () gene, European Journal of Medicinal Chemistry, 2 October 2020, 112876.
  • Tamanini A, Fabbri E, Jakova T et al. A Peptide-Nucleic Acid Targeting miR-335-5p Enhances Expression of Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR) Gene with the Possible Involvement of the CFTR Scaffolding Protein NHERF1, Biomedicines 2021 Jan 26;9(2):117.

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