Příprava a charakterizace syntetické mRNA kódující pankreatické transkripční faktory

Abstract

Diabetes mellitus 1. typu je závažné autoimunitní onemocnění, při kterém v pankreatu dochází k zániku β-buněk produkujících insulin. Pacienti postižené tímto onemocněním jsou odkázáni na celoživotní zevní podávání insulinu. V současné době je jedinou dostupnou léčebnou metodou buď transplantace celého orgánu pankreatu, nebo izolovaných Langerhansových ostrůvků. Kvůli nedostatku vhodné tkáně k transplantaci a náročné léčbě diabetu probíhá intenzivní výzkum nových alternativních zdrojů buněk produkujících insulin. Jednou z metod přípravy buněk produkujících insulin je tzv. transdiferenciace pankreatických exokrinních buněk pomocí specifických transkripčních faktorů. V této práci byla k transdiferenciaci exokrinní buněčné linie AR42J použita in vitro synteticky připravená mRNA kódující transkripční faktory Pdx1, Ngn3 a MafA. Primární sekvence mRNA byla optimalizována pro přípravu velmi stabilní mRNA s vysokou mírou translace. Hlavními stabilizačními prvky mRNA byly 3' a 5' nepřekládaná oblast genu pro β-globinu, jehož mRNA vykazuje životnost až 24 hod. Na základě transfekce do buněk AR42J a následné imunofluorescenční detekce byla ověřena správná funkce synteticky připravené mRNA. Synteticky připravené mRNA pro transkripční faktory Pdx1, Ngn3 a MafA byly následně použity k transdiferenciaci...

Diabetes mellitus type I is severe autoimmune disease which is caused by destruction of insulin-producing β-cells in pancreas. Diabetic patients are dependent on external usage of insulin during their whole life. Nowadays the only treatment of diabetes type I is transplantation of entire pancreas or isolated Langerhans islets. Due to the fact that this kind of treatment is very demanding and limited availability of suitable donors, the researchers are intensively working on development of new alternative ways how to produce the insulin-producing cells. One of the possible approaches on producing insulin-positive cells is transdifferentiation of pancreatic exocrine cells via transcription factors. In this diploma thesis, the transdifferentiation of exocrine cells AR42J was carried out with in vitro synthesized mRNA encoding transcription factors Pdx1, Ngn3 and MafA. The primary mRNA structure was optimized in order to prepare highly stable mRNA which is correctly translated into the protein. The main stabilizing elements in mRNA structure include 3' and 5' untranslated region derived from highly stable β-globin mRNA. In order to verify the function of synthetic mRNA the immunofluorescence staining of transcription factors has been investigated. Synthetic mRNAs encoding transcription factors Pdx1,...