Sei in Home . La Ricerca . Risultati dei progetti . FFC#7/2018 – Caratterizzazione della rete dei fattori di trascrizione microRNA in fibrosi cistica: dalla “terapia microRNA” alla medicina di precisione (CF-miRNA-THER)

Risultato Progetto: FFC#7/2018
Caratterizzazione della rete dei fattori di trascrizione microRNA in fibrosi cistica: dalla “terapia microRNA” alla medicina di precisione (CF-miRNA-THER)

Revealing the microRNAs-transcription factors network in cystic fibrosis: from microRNA therapeutics to precision medicine (CF-miRNA-THER)

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

Dati del Progetto

Responsabile
Roberto Gambari (Università degli Studi di Ferrara, Dip. di Scienze della Vita e Biotecnologia, Sez. Biochimica e Biologia molecolare)
Categoria/e
Partner
Roberto Corradini (Università degli Studi di Parma, Dip. di Chimica, Scienze della Vita e Sostenibilità ambientale)
Ricercatori coinvolti
12
Durata
2 anni
Finanziamento totale
76.000 €
Adozione raggiunta
76.000 €
Obiettivi
Il progetto si inserisce nel filone di ricerca mirato ad assistere e potenziare l’efficacia dei trattamenti con modulatori di...
Objectives
The project is part of the research field aimed at assisting and enhancing the effectiveness of CFTR modulation treatments,...

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.

Results

Researchers designed and synthesized peptide nucleic acids (or PNAs) that are potentially therapeutic molecules for CF. PNAs are able to regulate the gene expression through the interaction with other key molecules of gene regulation, microRNA (or miRNA). The research team showed that in vitro, a PNA is able to interact with the “miRNA 145-5p” increasing the gene expression of CFTR and respective protein.
The researchers also report that the use of PNAs in addition to available modulators such as VX809 and VX770 increases the functionality of the CFTR protein. The specificity PNAs, which have been shown to be selective for the target miRNAs, is also demonstrated. The researchers also investigated the transport ofPNAs in the cells, so they characterized two delivery systems: one based on porous silicon nanoparticles and another based on a cyclic macromolecule. The analysis of the entire set of all cellular miRNAs (miRNome) of CF people, has shown a heterogeneity between individuals suggesting the importance of a personalized strategy for PNA/miRNAs therapy.


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.