The influence of gene therapy on structural damage in case of traumatic brain injury in experiment

V V Biloshytsky,V M Semenova,N G Chopik,L O Tsyba,N Ya Gridina,I G Vasilyeva

doi:10.25305/unj.108807

Abstract

Possibilities of improving traumatic brain injury (TBI) outcomes using gene therapy directed at apoE3 synthesis induction in damaged brain tissue were studied in an experimental setting. A severe TBI was inflicted in rats under general anesthesia by a450 gweight falling free from a height of1.5 m. A mixture of DOTAP liposome and 25 µg of plasmid vector pCMV•SPORT6 with cDNA of APOE3 gene was infused into ventricles using ALZET pumps. On the 10th day following the TBI the transfection effectiveness was evaluated using RT-PCR; histological examination of the brain tissue was done. Applying the RT-PCR method corroborated the expression of APOE3 gene with corresponding mRNA presence in the samples of brain tissue. Liposome transfection of the rats’ damaged brain by APOE3 protected the vascular system and brain parenchyma, and prevented the formation of secondary disintegration zones in the damaged brain. It was verified by a considerable reduction of signs of capillary permeability disturbance (almost to marks) and brain parenchyma damage, as well as reactive brain edema in animals under treatment.

Highlights

Аполипопротеин Е (APOE — обозначает ген, apoE — белок) — гликопротеин плазмы крови, играющий ведущую роль в метаболизме, транспорте и регуляции уровня холестерина и триглицеридов
Результаты наших исследований показывают, что генная терапия, направленная на запуск синтеза в клетках ЦНС изоформы ε3 apoE человека при экспериментальной черепно-мозговой травме (ЧМТ) у крыс, способна предотвращать прогрессирование и углубление повреждений мозга, обеспечивая регресс как структурных изменений, так и обусловленных ими функциональных нарушений, а именно дефицита пространственной памяти и обучаемости [2, 4, 5]
Липосомная трансфекция клеток ЦНС плазмидным вектором, несущим ген изоформы ε3 apoE человека, обеспечивает протекторное действие на сосудистую систему и паренхиму головного мозга, тормозя развитие его вторичных повреждений при экспериментальной черепно-мозговой травме (ЧМТ) у крыс

Summary

Introduction

Аполипопротеин Е (APOE — обозначает ген, apoE — белок) — гликопротеин плазмы крови, играющий ведущую роль в метаболизме, транспорте и регуляции уровня холестерина и триглицеридов. Для сравнительного гистологического исследования структурных изменений в мозге животных различных групп крыс умерщвляли через 10 сутки после нанесения травмы путем внутрибрюшинной инъекции летальной дозы тиопентал-натрия (200 мг/кг). Результаты исследований по изучению экспрессии гена ε3-изоформы АПОЕ3 человека в мозге животных, которым вводили плазмидный вектор, несущий соответствующий ген, представлены на рис.

Results

Conclusion