Gene transfer to muscle by electroporation: Control of transgene expression and effects on host tissue

Afhandlingen, som udgår fra Københavns Universitet, Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet, omhandler regulering af den transgene ekspression efter gen-transfektion vha. elektroporation (EGT), samt effekterne af EGT på værtscellerne. EGT giver store muligheder for at behandle talrige sygdomme, idet transfektion til muskelvæv er yderst effektivt med langvarig ekspression af de transfekterede gener.

Vi har introduceret gener under Tet-On sensitive-promotere til tibialis cranialis (TC)-muskler vha. en høj-volt (HV)- og en lav-volt (LV)-pulskombination. Vi har udviklet en behandlingsstrategi, hvormed den transgene ekspression kan kontrolleres ved: 1) mængden af transfekteret DNA, 2) mængden af transfekteret muskelmasse, 3) doxycyklinkoncentrationen, og 4) re-transfektion. Resultaterne viste at: a) lave mængder DNA var tilstrækkelige. Faktisk gav 0,5 μg DNA til en TC-muskel signifikante stigninger i Hgb-niveauet - denne mængde svarer til 1,4 mg DNA i mennesker, b) ordinering af forudbestemte Hgb-niveauer var opnåelig gennem forskellige strategier. For lav ekspression kunne korrigeres ved re-transfektion, mens for høj ekspression kunne nedjusteres ved at sænke dosen af doxycyklin.

Ydermere undersøgte vi effekterne af EGT på muskler vha. microarrayanalyse, histologi, ekspression af stressmarkører herunder [Ca2+ ]i og ATP-tab, transmembran ion-udveksling samt evaluering af funktionelle forstyrrelser. Med HV+LV-pulskombinationen fandt vi små ændringer i ekspressionen af cytoskelet- og intracellulære transportproteiner, men derudover ingen utilsigtede ændringer i ekspressionsprofilerne. På det cellulære og fysiologiske niveau blev relativt små ændringer i Na+ -, K+ -, Ca2+ - og ATP-indhold fundet efter EGT samt hurtig bedring i de funktionelle test.

Sammenfattende har dette studie vist, at EGT med HV+LV-pulskombinationen er yderst sikkert og effektivt samt giver mulighed for at ordinere præcise terapeutiske niveauer af et transgent produkt. Dette er en forudsætning for at introducere EGT til klinisk brug.