Synthetische mRNA-basierte Induktion von Elastinsynthese in porciner Haut

Abstract

Elastin gehört zu den wichtigsten Komponenten der Haut; diese benötigt eine hohe Elastizität, um den Körper vor Verletzungen und Infektionen zu schützen. Elastindefekte durch Alterung, Lichteinwirkung oder Wunden führen zu Beeinträchtigungen dieser Schutzfunktion und sind an der Falten- und Narbenbildung beteiligt. Krankheiten durch Mutationen des Elastin-Gens können die Funktionalität von Organen beeinflussen wie das Williams-Beuren-Syndrom (Supravalvuläre Aortenstenose) oder Cutis-Laxa (Aneurysmenbildung) und führen zu fehlender Elastizität in der Haut. Ziel der Arbeit war zunächst die Etablierung eines Säugetierhaut-Modells aus frischen Schweineohren für die synthetische mRNA vermittelte Proteinexpression. Dazu sollte die intradermale Transfektionsmethode mit synthetischer hGLuc-mRNA optimiert werden. Danach sollte Tropoelastin-mRNA mittels Mikronadeln in die Haut eingebracht und die Erhöhung des Elastin-Gehaltes der Haut mittels FastinTM Elastin-Assay ermittelt werden. Die von den Schweineohren abpräparierte Haut wurde auf 1 mm Dicke getrimmt. Anschließend wurden verschiedene Methoden (nicht invasiv mittels Permeation durch die Epidermis, mit Standardkanülen (0,4 mm Durchmesser) und hohlen Mikronadeln des MicronJet 600™) zur Einbringung von hGLuc-mRNA in die Haut getestet. Anschließend wurde mit einem Luciferase-Assay die Luciferaseaktivität gemessen. Die 2,5 µg Tropoelastin-mRNA wurde ausschließlich mit hohlen Mikronadeln des MicronJet 600™ intradermal injiziert und die Elastinmenge mit dem FastinTM Elastin-Assay gemessen. Die hGLuc- und Tropoelastin-mRNA wurde mit Lipofectamine 2000™ komplexiert. Die hGLuc-mRNA konnte mittels Permeation nicht in die Haut verabreicht werden, jedoch durch die Injektion mit Standardkanülen. Die stärkste Luciferaseaktivität erbrachten aber die hohlen Mikro¬nadeln des MicronJet 600™. Die Mikroinjektion von synthetischer Tropoelastin-mRNA führte zu einer Elastinsynthese und erhöhte die Elastinmenge in der Haut um den Faktor 1,16 gegenüber der Kontrolle hoch signifikant. Mit der vorgestellten Methode konnte die Elastinsynthese in der Haut induziert werden. Dieses Vorgehen bietet eine interessante Therapiemöglich¬keit, um dem Verlust krankhafter Hautelastizität entgegenzuwirken und damit die Schutzfunktion der Haut wiederherzustellen. Dennoch wurde ersichtlich, dass nachfolgende Untersuchungen über die weitere Vernetzung dieses exprimierten Elastins in der Haut Notwendig ist, um eine Aussage über die entstehenden elastischen Fasern treffen zu können.