Therapeutic strategies based on modulation of microRNA (miRNA) activity hold great promise due to the ability of these small RNAs to potently influence cellular behavior. In this study, we investigated the efficacy of a miRNA replacement therapy for liver cancer. We demonstrate that hepatocellular carcinoma (HCC) cells exhibit reduced expression of miR-26a, a miRNA that is normally expressed at high levels in diverse tissues. Expression of this miRNA in liver cancer cells in vitro induces cell-cycle arrest associated with direct targeting of cyclins D2 and E2. Systemic administration of this miRNA in a mouse model of HCC using adeno-associated virus (AAV) results in inhibition of cancer cell proliferation, induction of tumor-specific apoptosis, and dramatic protection from disease progression without toxicity. These findings suggest that delivery of miRNAs that are highly expressed and therefore tolerated in normal tissues but lost in disease cells may provide a general strategy for miRNA replacement therapies.

miR-122, an abundant liver-specific microRNA (miRNA), regulates cholesterol metabolism and promotes hepatitis C virus (HCV) replication. Reduced miR-122 expression in hepatocellular carcinoma (HCC) correlates with metastasis and poor prognosis. Nevertheless, the consequences of sustained loss of function of miR-122 in vivo have not been determined. Here, we demonstrate that deletion of mouse Mir122 resulted in hepatosteatosis, hepatitis, and the development of tumors resembling HCC. These pathologic manifestations were associated with hyperactivity of oncogenic pathways and hepatic infiltration of inflammatory cells that produce pro-tumorigenic cytokines, including IL-6 and TNF. Moreover, delivery of miR-122 to a MYC-driven mouse model of HCC strongly inhibited tumorigenesis, further supporting the tumor suppressor activity of this miRNA. These findings reveal critical functions for miR-122 in the maintenance of liver homeostasis and have important therapeutic implications, including the potential utility of miR-122 delivery for selected patients with HCC and the need for careful monitoring of patients receiving miR-122 inhibition therapy for HCV.

Objective In prior open‐label studies, eteplirsen, a phosphorodiamidate morpholino oligomer, enabled dystrophin production in Duchenne muscular dystrophy (DMD) with genetic mutations amenable to skipping exon 51. The present study used a double‐blind placebo‐controlled protocol to test eteplirsen's ability to induce dystrophin production and improve distance walked on the 6‐minute walk test (6MWT). Methods DMD boys aged 7 to 13 years, with confirmed deletions correctable by skipping exon 51 and ability to walk 200 to 400 m on 6 MWT, were randomized to weekly intravenous infusions of 30 or 50 mg/kg/wk eteplirsen or placebo for 24 weeks (n = 4/group). Placebo patients switched to 30 or 50 mg/kg eteplirsen (n = 2/group) at week 25; treatment was open label thereafter. All patients had muscle biopsies at baseline and week 48. Efficacy included dystrophin‐positive fibers and distance walked on the 6MWT. Results At week 24, the 30 mg/kg eteplirsen patients were biopsied, and percentage of dystrophin‐positive fibers was increased to 23% of normal; no increases were detected in placebo‐treated patients ( p ≤ 0.002). Even greater increases occurred at week 48 (52% and 43% in the 30 and 50 mg/kg cohorts, respectively), suggesting that dystrophin increases with longer treatment. Restoration of functional dystrophin was confirmed by detection of sarcoglycans and neuronal nitric oxide synthase at the sarcolemma. Ambulation‐evaluable eteplirsen‐treated patients experienced a 67.3 m benefit compared to placebo/delayed patients ( p ≤ 0.001). Interpretation Eteplirsen restored dystrophin in the 30 and 50 mg/kg/wk cohorts, and in subsequently treated, placebo‐controlled subjects. Duration, more than dose, accounted for dystrophin production, also resulting in ambulation stability. No severe adverse events were encountered. Ann Neurol 2013;74:637–647

The objective of this study was to establish the feasibility of long-term gentamicin dosing to achieve stop codon readthrough and produce full-length dystrophin. Mutation suppression of stop codons, successfully achieved in the mdx mouse using gentamicin, represents an important evolving treatment strategy in Duchenne muscular dystrophy (DMD).Two DMD cohorts received 14-day gentamicin (7.5mg/kg/day): Cohort 1 (n = 10) stop codon patients and Cohort 2 (n = 8) frameshift controls. Two additional stop codon DMD cohorts were gentamicin treated (7.5mg/kg) for 6 months: Cohort 3 (n = 12) dosed weekly and Cohort 4 (n = 4) dosed twice weekly. Pre- and post-treatment biopsies were assessed for dystrophin levels, as were clinical outcomes.In the 14-day study, serum creatine kinase (CK) dropped by 50%, which was not seen in frameshift DMD controls. After 6 months of gentamicin, dystrophin levels significantly increased (p = 0.027); the highest levels reached 13 to 15% of normal (1 in Cohort 3, and 2 in Cohort 4), accompanied by reduced serum CK favoring drug-induced readthrough of stop codons. This was supported by stabilization of strength and a slight increase in forced vital capacity. Pretreatment stable transcripts predicted an increase of dystrophin after gentamicin. Readthrough efficiency was not affected by the stop codon or its surrounding fourth nucleotide. In 1 subject, antigen-specific interferon-gamma enzyme-linked immunospot assay detected an immunogenic dystrophin epitope.The results support efforts to achieve drug-induced mutation suppression of stop codons. The immunogenic epitope resulting from readthrough emphasizes the importance of monitoring T-cell immunity during clinical studies that suppress stop codons. Similar principles apply to other molecular strategies, including exon skipping and gene therapy.