Sindrom CTNNB1 je redka nevrološko-razvojna motnja, za katero so značilne hude motorične in kognitivne prizadetosti. Povzročajo jo naključne de novo točkovne mutacije v genu CTNNB1, ki kodira protein β-katenin. Zaradi raznolikosti in razpršenosti omenjenih mutacij ter vloge gena pri nastanku raka ob njegovem prekomernem izražanju, je razvoj terapevtskega pristopa, ki omogoča popravljanje mutacij ob hkratnem ohranjanju naravne regulacije izražanja gena, ključnega pomena. V doktorski nalogi smo se osredotočili na RNA-terapevtski pristop, natančneje na trans-spajanje RNA, posredovano s spajalnim telescem (angl. splicesome mediated RNA trans-splicing, SMaRT). Razvili smo nabor trans-spajalnih RNA molekul (angl. pre-trans RNA molecule, PTM), usmerjenih na introne 2, 5 in 6 gena CTNNB1, ter njihovo učinkovitost ovrednotili z uporabo poročevalskega sistema, zasnovanega na cepljenem rumenem fluorescenčnem proteinu. Ugotovili smo, da se učinkovitost trans-spajanja znatno poveča z uporabo racionalno zasnovanih kratkih protismiselnih RNA (angl. antisense RNA, asRNA), ki zavirajo cis-spajanje, kot tudi z vključitvijo samoizrezujočega ribocima na 5′ koncu PTM, ki izboljša zadrževanje molekule v jedru. Najvišjo učinkovitost trans-spajanja smo dosegli z izražanjem PTM pod promotorjem CMV. Potrdili smo tudi endogeno trans-spajanje v celicah HEK293T, kar potrjuje uporabnost te strategije za popravljanje mutacij, povezanih s sindromom CTNNB1. Poleg tega smo raziskali terapevtski potencial kratkih protismiselnih oligonukleotidov (angl. Splice-switching oligonucleotides, SSO) za modulacijo spajanja RNA. Ti so bili načrtovani za induciranje preskoka eksona 3 v genu CTNNB1, ki vsebuje fosforilacijske motive, ključne za proteasomalno razgradnjo β-katenina. Pokazali smo, da preskok eksona 3 vodi do stabilne in transkripcijsko aktivne oblike β-katenina. Načrtovali smo nabor kratkih asRNA, ki smo jih ovrednotili z uporabo poročevalskega sistema, ter identificirali učinkovit SSO, ki je sprožil močno in specifično preskakovanje eksona 3. Učinkovitost SSO smo potrdili tudi v induciranih človeških nevralnih matičnih celicah (angl. neuronal stem cells, NSC) z mutacijo v genu CTNNB1, ki povzroča sindrom CTNNB1, kar dodatno potrjuje njegov potencial kot terapevtsko orodje. V doktorski nalogi sta predstavljeni dve obetavni RNA strategiji za obnovo izražanja β-katenina pri sindromu CTNNB1, ki temeljita na trans-spajanju in preskakovanju eksona 3. Obe strategiji ponujata obetavno platformo za nadaljnji razvoj RNA-terapije za zdravljenje sindroma CTNNB1.
|