Rett syndrome is an incurable neurodevelopmental disorder caused by mutations in the gene encoding for methyl-CpG binding-protein 2 (MeCP2). Gene therapy for this disease presents inherent hurdles since MECP2 is expressed throughout the brain and its duplication leads to severe neurological conditions as well. We exploited the AAV-PHP.eB to deliver an instability-prone Mecp2 (iMecp2) transgene cassette which, increasing RNA destabilization and inefficient protein translation of the viral Mecp2transgene, limits supraphysiological Mecp2 protein levels. Intravenous injections of the PHP.eB-iMecp2 virus in symptomatic Mecp2 mutant mice significantly improved locomotor activity, lifespan and gene expression normalization. Remarkably, PHP.eB-iMecp2 administration was well tolerated in female Mecp2 mutant or in wild-type animals. In contrast, we observed a strong immune response to the transgene in treated male Mecp2 mutant mice that was overcome by immunosuppression. Overall, PHP.eB-mediated delivery of iMecp2 provided widespread and efficient gene transfer maintaining physiological Mecp2 protein levels in the brain.
NUOVE STRATEGIE PER AUMENTARE L'EFFICACIA E LA SICUREZZA DELLA TERAPIA GENICA PER LA SINDROME DI RETT
La sindrome di Rett è una malattia incurabile dello sviluppo neurologico causata da mutazioni nel gene che codifica per la proteina MECP2. La terapia genica per questa malattia presenta ostacoli intrinseci poiché MECP2 è espresso in tutto il cervello e la sua duplicazione porta anche a gravi condizioni neurologiche. Abbiamo utilizzato il virus terapeutico AAV-PHP.eB insieme ad una nuova cassetta transgenica Mecp2 (iMecp2) che, aumentando la destabilizzazione dell'RNA e la ridotta traduzione proteica del transgene Mecp2, limita i livelli soprafisiologici della proteina MECP2. Le iniezioni endovenose del virus terapeutico PHP.eB-iMecp2 nei topi mutanti Mecp2 sintomatici hanno migliorato significativamente l'attività locomotoria, la durata della vita e la normalizzazione dell'espressione genica. Sorprendentemente, la somministrazione del PHP.eB-iMecp2 è stata ben tollerata negli animali di sesso femminile mutanti per Mecp2 o in quelli wild-type. Al contrario, abbiamo osservato una forte risposta immunitaria al transgene nei topi mutanti Mecp2 maschi trattati che è stata superata introducendo un'attiva e continua immunosoppressione. Nel complesso, l'utilizzo del vettore virale PHP.eB ha assicurato un trasferimento genico del gene terapeutico iMecp2 diffuso ed efficiente mantenendo i livelli fisiologici della proteina Mecp2 nel cervello.
Whole brain delivery of an instability-prone Mecp2 transgene improves behavioral and molecular pathological defects in mouse models of Rett syndrome.
Luoni M, Giannelli S, Indrigo MT, Niro A, Massimino L, Iannielli A, Passeri L, Russo F, Morabito G, Calamita P, Gregori S, Deverman B, Broccoli V.
Elife. 2020 Mar 24;9:e52629. doi: 10.7554/eLife.52629.