Exon-skipping Antisense-Oligonukleotide zur Therapie der Mukoviszidose

Mutationen im Gen des Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulators ( CFTR ) verursachen Mukoviszidose (CF), und die CFTR -W1282X-Nonsense-Mutation verursacht eine schwere Form von CF. Obwohl Trikafta und andere CFTR-Modulationstherapien den meisten CF-Patienten helfen, fehlt eine gezielte Therapie für Patienten mit der W1282X-Mutation. Das CFTR-W1282X-Protein weist eine Restaktivität auf, wird jedoch aufgrund des Nonsense-vermittelten mRNA-Zerfalls (NMD) auf einem sehr niedrigen Niveau exprimiert. NMD-Unterdrückungstherapie und Read-Through-Therapie werden aktiv für CFTR- Nonsense-Mutanten erforscht. Die Unterdrückung von NMD könnte die mutierte CFTR- mRNA erhöhen, und Read-Through-Therapien könnten die Werte des CFTR-Proteins in voller Länge erhöhen. Diese Ansätze sind jedoch mit Einschränkungen und potenziellen Nebenwirkungen behaftet: Da der NMD-Mechanismus auch die Expression vieler normaler mRNAs reguliert, ist eine breite Hemmung des Signalwegs nicht wünschenswert. Zudem sind Read-Through-Medikamente teilweise deshalb ineffizient, weil die mutierte mRNA-Vorlage anfällig für NMD ist. Um diese Probleme zu umgehen, verfolgten wir eine Strategie mit Exon-skipping-Antisense-Oligonukleotiden (ASOs), um eine genspezifische NMD-Umgehung zu erreichen. Ein Cocktail aus zwei auf Spleißstellen ausgerichteten ASOs induzierte die Expression von CFTR- mRNA ohne das Exon 23 (CFTR-Δex23), das ein vorzeitiges Terminationscodon enthält und ein In-Frame-Exon ist. Die Behandlung menschlicher Bronchialepithelzellen mit diesem Cocktail aus ASOs, die auf die Spleißstellen neben Exon 23 abzielen, führt zu einem effizienten Überspringen von Exon 23 und einem Anstieg des CFTR-Δex23-Proteins. Der Splice-Switching-ASO-Cocktail erhöht den CFTR-vermittelten Chloridstrom in menschlichen Bronchialepithelzellen. Unsere Ergebnisse legen den Grundstein für die Entwicklung einer allelspezifischen Therapie für CF, die durch die W1282X-Mutation verursacht wird.