La distrofia miotónica tipo 1 es una enfermedad genética rara multisistémica que afecta a 1 de cada 3000-8000 personas. La causa molecular de la enfermedad proviene de repeticiones tóxicas “CTG” en el gen DMPK (DM Protein Kinase). Tras la transcripción, estas repeticiones forman una estructura de horquilla que se une con alta afinidad a la familia de proteínas MBNL (Muscleblind-like) que agota su función de regulación de la poliadenilación y el splicing alternativo postranscripcional en numerosos transcritos. La pérdida de función de MBNL provoca una cascada de efectos posteriores, que eventualmente conducen a síntomas clínicos que incluyen miotonía, debilidad y atrofia muscular, cataratas, disfunción cardíaca y trastorno cognitivo. La restauración de la función de la proteína MBNL es clave para aliviar los síntomas debilitantes de esta enfermedad. Se han utilizado oligonucleótidos antisentido (AON) para apuntar a las repeticiones de DMPK y liberar MBNL del secuestro, lo que da como resultado resultados terapéuticos prometedores en modelos celulares y animales de la enfermedad. Otro factor que interviene en la pérdida de función de las proteínas MBNL son los miRNAs que regulan su traducción. Aquí se muestra el uso de AON dirigidos a la actividad de miR-23b y miR-218, que se ha demostrado previamente que regulan directamente MBNL1 y MBNL2. Estos antimiRs recibieron modificaciones FANA para aumentar su entrega en las células y reducir la toxicidad. También se probaron los AON, denominados blockmiRs, que se unen de manera complementaria a los sitios de unión confirmados de miR-23b y miR-218 en los 3'-UTR de las transcripciones de MBNL1 y MBNL2. De esta manera, los miRNAs no pueden unirse y regular la traducción de MBNL, lo que aumenta la cantidad de proteína MBNL producida en una célula deficiente. Aquí se propone el uso de AON de nuevo diseño dirigidos a la actividad de miR-23b y miR-218 para regular MBNL1 y MBNL2 a través de (1) exploración del bloqueo de miRNA a través de FANA-antimiR AON in vitro, (2) exploración del bloqueo del sitio de unión de miRNA a través de la estrategia blockmiR in vitro e in vivo con el uso de modificaciones químicas de LNA, y (3) mejora de la química de la estrategia blockmiR mediante el uso de tecnología de péptidos de penetración celular in vitro e in vivo.

Myotonic Dystrophy Type 1 is a multi-systemic rare genetic disease affecting 1 in 3000-8000 people. The molecular cause of the disease stems from toxic “CTG” repetitions in the DMPK (DM Protein Kinase) gene. Upon transcription, these repetitions form a hairpin structure that binds with high affinity to the MBNL (Muscleblind-like) family of proteins depleting their function of post-transcriptional alternative splicing and polyadenylation regulation on numerous transcripts. MBNL loss-of-function causes a cascade of downstream effects, which eventually lead to clinical symptoms including myotonia, muscle weakness and atrophy, cataracts, cardiac dysfunction, and cognitive disorder. The restoration of MBNL protein function is key to relieving the debilitating symptoms of this disease. Antisense oligonucleotides (AONs) have been used to target the DMPK repeats and release MBNL from sequestration resulting in promising therapeutic results in cellular and animal models of the disease. Another factor playing a role in the loss-of-function of MBNL proteins are the miRNAs that regulate their translation. Here is shown the use of AONs targeting miR-23b and miR-218 activity, which have been previously shown to directly regulate MBNL1 and MBNL2. These antimiRs were given FANA modifications to increase their delivery in cells and lower toxicity. Also tested are AONs, termed blockmiRs, that complementary bind to the confirmed binding sites of miR-23b and miR-218 in the 3’-UTRs of MBNL1 and MBNL2 transcripts. In this way, the miRNAs are unable to bind and regulate the translation of MBNL thereby augmenting the amount of MBNL protein made in an otherwise deficient cell. Proposed here is the use of newly designed AONs targeting miR-23b and miR-218 activity in order to regulate MBNL1 and MBNL2 through (1) exploration of miRNA blocking through FANA-antimiR AONs in vitro, (2) exploration of miRNA binding site blocking through blockmiR strategy in vitro and in vivo with the use of LNA chemical modifications, and (3) improvement of the chemistry of the blockmiR strategy through the use of cell penetrating peptide technology in vitro and in vivo.