Inhalativer Einsatz unformulierter siRNA zur pulmonalen Regulation konstitutiver und Pneumonie-induzierter Genexpression in der Maus

Einleitung: RNA Interferenz eröffnet neue therapeutische Optionen für die Pneumoniebehandlung. Durch lokalen Einsatz von small interfering RNA (siRNA) könnte die Expression spezieller krankheitsrelevanter Gene in der Lunge gezielt reduziert werden. Die vorliegende Studie untersucht die Effektivität intratrachealer Aerosolierung unformulierter siRNA-Moleküle.

Methoden: Die Funktionsfähigkeit spezifischer siRNA-Moleküle wurde in Zellkulturmodellen (HUVEC-, RAW- und MHS-Zelllinien) bestätigt. Weibliche C57Bl/6Mäuse wurden mit S. pneumoniae infiziert. Geeignete siRNA-Moleküle (AtuRNAi) wurden als Tröpfchen intranasal (i.n.) oder als Aerosol mittels Microsprayer™ intratracheal (i.t.) appliziert. Quantifizierung der Genexpression auf mRNA-Ebene erfolgte durch TaqMan-Realtime-PCR-Analyse.

Ergebnisse: Histomorphologische Untersuchungen ergaben, dass die siRNA-Verteilung im Lungengewebe nach einmaliger i.t. Aerosolierung deutlich effektiver war, als nach i.n. Applikation. Bei uninfizierten Mäusen konnte nach viermaliger i.t. Aerosolierung von E-Cadherin-spezifischer siRNA im 24h-Abstand eine Expressionsreduktion der mRNA des konstitutiv bronchialepithelial exprimierten E-Cadherin-Gens um 21% festgestellt werden. Die endotheliale Expression des VE-Cadherin-Gens wurde durch aerosolierte siRNA mit Spezifität für VE-Cadherin nicht vermindert. Mäuse mit Pneumokokkenpneumonie zeigten eine pulmonale Regulation proinflammatorischer Zytokine. Die Expressionssteigerung einzelner proinflammatorischer Zytokine wurde mittels Zielgen-spezifischer siRNA um mehr als 50% reduziert.

Schlussfolgerung: Inhalation von siRNA ermöglicht bei Pneumonie im Mausmodell eine spezifische RNAi-vermittelte Expressionsreduktion der mRNA von Genen, deren Expression bei Pneumonie reguliert wird. Die Effizienz der verwendeten Moleküle könnte möglicherweise durch geeignete Formulierung optimiert werden.