Design of therapeutic RNA aptamers imported into mitochodria ot human cells

Mise au point d'aptamères aux capacités thérapeutiques basés sur les ARN importables dans les mitochondries humaines

Ilya Dovydenko (1)

1 GMGM - Génétique moléculaire, génomique, microbiologie

Defects in mitochondrial genome cause neuromuscular diseases, for which no efficient therapy has been developed. Since most mitochondrial mutations are heteroplasmic, wild type and mutated mitochondrial DNA (mtDNA) coexist in the same cell, and the shift in proportion between two mtDNA types could restore mitochondrial functions. The aim of the project was development of carrier-free system for targeting the therapeutic mitochondrially importable RNA into living human cells. During my PhD study, I have synthesized a set of new anti-replicative RNAs containing various chemical modifications, aiming to increase their stability in the cell, and developed a new method for the chemical synthesis of RNA molecules containing cholesterol attached through a biodegradable bridge. Cholesterol containing antireplicative RNAs were characterised by efficient cellular uptake, partial colocalisation with mitochondria and ability to decrease the proportion of mutant mtDNA.

Les défauts de génome mitochondrial provoquent des maladies neuromusculaires, pour lequel aucun traitement efficace n'a été mis au point. La plupart des mutations mitochondriales sont hétéroplasmique, ce qui signifie que l'ADN mitochondrial (ADNmt) de type sauvage et muté coexistent dans la même cellule, et le changement de proportion entre deux types d'ADNmt pourrait rétablir les fonctions mitochondriales. Le but du projet était le développement du système pour cibler l'ARN thérapeutique dans les cellules humaines vivantes. Au cours de ma thèse j'ai synthétisé une série de nouveaux ARN anti-réplicatifs contenant modifications chimiques pour augmenter leur stabilité dans la cellule, et mis au point la nouvelle méthode de synthèse chimique des molécules d'ARN contenant cholestérol fixé par l'intermédiaire d'un pont biodégradable. Ces ARN étaient capable de pénétrer dans les cellules humains, d'être adressées dans les mitochondries et de diminuer la proportion d' ADNmt muté.

Mots clés: Cell delivery; Antireplicative RNA; Cholesterol containing RNA conjugates; Mitochondrial drug delivery; Mitochondrial diseases; Modified oligonucleotides; MtDNA Heteroplasmy; RNA import

Mots clés: ADN mitochondrial; ADNmt; ARN anti-réplicatif; Mutations mitochondriales hétéroplasmiques; Thérapie génique

Domaines: Génomique, Transcriptomique et Protéomique [q-bio.GN]

Ilya Dovydenko. Design of therapeutic RNA aptamers imported into mitochodria ot human cells. Genomics [q-bio.GN]. Université de Strasbourg, 2015. English. ⟨NNT : 2015STRAJ046⟩. ⟨tel-01823846⟩