摘要:腺相关病毒(AAV)是一种广泛使用的基因治疗载体。完整包装的基因组是有效治疗的关键质量属性,是必要的。在这项工作中,使用电荷检测质谱法(CDM)来测量从重组AAV(RAAV)向量提取的感兴趣基因组(GOI)的分子量(MW)分布。将测得的MWS与具有不同的Gois,血清型和生产方法(SF9和HEK293细胞系)的RAAV载体的序列质量进行了比较。在大多数情况下,测得的MW略大于序列质量,结果归因于柜台。但是,在少数情况下,测得的MW明显小于序列质量。在这些情况下,基因组截断是差异的唯一合理解释。这些结果表明,CDM对提取的GOI的直接分析提供了一种快速而有力的工具,可以评估基因组完整性中的基因组完整性。■简介
引言 - 肌肉指导的基因疗法迅速引起注意,主要是因为肌肉是易于访问的目标组织,并且也与各种严重的遗传疾病有关。几种血清型的重组腺相关病毒(RAAV)向量的局部和全身传递导致骨骼和心脏肌肉的有效转导非常有效,这在小动物以及人类中都实现了。肌肉是许多肌肉营养不良疾病的基因治疗中的靶组织,也可以被用作生物疗法,以产生全身性疾病的分泌因素。使用RAAV进行肌肉基因转移的当前局限性包括载体尺寸限制,诸如靶向毒性的潜在安全问题以及既有中和的中和抗体的免疫屏障组成,以及针对人类AAV Capsid的CD8 + T细胞反应。
raav对于基因替代疗法至关重要,将功能基因传递给靶向组织。低电压电子显微镜(LVEM)为有效分析AAV Capsids的结构和质量提供了重要的潜力。基因治疗旨在通过将基因的功能拷贝传递给靶向组织,通常使用诸如AAV之类的病毒矢量来纠正遗传缺陷。这些矢量由封装治疗基因的27 nm直径capsid组成。电子显微镜,包括低温透射电子显微镜(Cryo-TEM),通常用于分析这些病毒颗粒。但是,这些方法通常具有挑战性,需要大型且昂贵的专业设备和条件。
重组腺相关病毒 (rAAV) 平台有望用于体内基因治疗,但抗原呈递细胞 (APC) 的不良转导会削弱其应用前景,而抗原呈递细胞又会引发宿主对 rAAV 表达的转基因产物的免疫。鉴于最近接受高剂量全身 AAV 载体治疗的患者出现的不良事件,推测这些不良事件与宿主的免疫反应有关,开发抑制先天性和适应性免疫的策略势在必行。使用 miRNA 结合位点 (miR-BS) 来赋予内源性 miRNA 介导的调控,使转基因表达脱离 APC,有望降低转基因免疫力。研究表明,将 miR-142BSs 设计到 rAAV1 载体中能够抑制树突状细胞 (DC) 中的共刺激信号、减弱细胞毒性 T 细胞反应并减弱小鼠转导肌细胞的清除,从而允许在肌纤维中持续转基因表达,同时几乎不产生抗转基因 IgG。在本研究中,我们针对 26 种在 APC 中大量表达但在骨骼肌中不表达的 miRNA 筛选了单个和组合 miR-BS 设计。高免疫原性卵清蛋白 (OVA) 转基因被用作外来抗原的替代物。在成肌细胞、小鼠 DC 和巨噬细胞中进行的体外筛选表明,miR-142BS 和 miR-652-5pBS 的组合强烈抑制了 APC 中的转基因表达,但保持了成肌细胞和肌细胞的高表达。重要的是,携带这种新型 miR-142/652-5pBS 盒的 rAAV1 载体在小鼠肌肉注射后比以前的去靶向设计实现了更高的转基因水平。该盒强烈抑制细胞毒性 CTL 激活和
此外,导致动物痛苦和/或疼痛的实验程序,包括创伤性病变,药物给药,暴露于神经毒性,诱导炎症,神经变性/神经病理学,脱髓鞘,可以直接应用于切片,以实现细分。根据细化原则,通过几种转染技术,通过几种转染技术,通过几种转染技术来操纵切片后,进一步增加了这些模型在神经科学研究中的使用的观点。例如,使用重组腺癌相关病毒(RAAV)介导的基因递送来选择性地操纵神经元,星形胶质细胞,小胶质细胞,少突胶质细胞或组合,现在可以通过模型的实验探索细胞自主和非细胞自主和非电池的机械性。
图 1 苯丙酮尿症 (PKU) 是由苯丙氨酸羟化酶 (PAH) 基因的隐性遗传变异引起的(图 A)。苯丙氨酸羟化酶 (PAH) 是一种同源四聚体,可催化苯丙氨酸 (Phe) 不可逆转化为酪氨酸 (Tyr)。该反应需要还原四氢生物蝶呤 (BH 4 )、铁和分子氧作为辅因子(未显示)。在没有 PAH 活性的情况下,苯丙氨酸会在组织中积聚,并以非酶促方式脱氨基为苯丙酮酸,并进一步氧化为其他苯酮,从而得名苯丙酮尿症 (PKU)。双等位基因 PAH 变体编码变体 PAH 信使 RNA (mRNA),然后导致不稳定、活性较差或无活性的 PAH 蛋白,以及肝脏中将 Phe 羟基化为 Tyr 的能力受损。基因疗法 (图 B) 旨在通过基因添加或基于 CRISPR/Cas 的基因或碱基编辑来恢复肝脏 PAH 表达;即,几种实现此目标的不同治疗方法正在小鼠身上进行临床前研究,包括 (1) 基因添加、(2) 通过脂质纳米颗粒 (LNP) 递送治疗性 mRNA、(3) 基因编辑/校正或 (4) 基因插入。目前,基因添加最常见的尝试是通过使用重组腺相关病毒 (rAAV) 载体或非病毒 (微环) 载体将 PAH 表达盒递送到肝细胞。 rAAV 基因组渗透到肝细胞核中,主要保持游离状态,不与宿主基因组相互作用,但表达治疗性转基因。在基因校正中,有几种不同的基因或碱基编辑技术可用于将病理变异位点校正回野生型序列。其中一些编辑方法存在校正频率低的问题;所有方法都必须针对每种特定的病理变异重新设计。基因插入通过将整个 PAH 表达盒永久插入肝细胞基因组中的某个位置,产生基因添加和基因校正的组合(有关更多详细信息,请参阅文本)。
结果:与接受单剂量的小鼠相比,在两种RAAV9-微肺炎剂量后,白细胞的病毒载量显着增加了77倍。重复的基因疗法在肌肉中导致肌肉中的病毒载量较低和微肺炎表达。用两种RAAV9-微生病剂量治疗的小鼠中有63%产生了肌营养不良蛋白的抗体,在用两种RAAV9-微生病剂量和组合疗法治疗的小鼠中,该抗体较少(25%)。同样,接受联合疗法的小鼠中AAV CAPSID特异性抗体水平也降低。与单独的RAAV9-微育蛋白相比,通过质谱,免疫荧光和蛋白质印迹评估的骨骼肌中的微肺炎表达在结合处理的小鼠中的水平明显高。
• AAT: alpha-1 antitrypsin • AATD: alpha-1 antitrypsin deficiency • AAV: adeno-associated virus • CF: cystic fibrosis • CFTR: cystic fibrosis transmembrane conductance regulator • CKD: chronic kidney disease • COPD: chronic obstructive pulmonary disease • Cas9: CRISPR-associated protein 9 • CRISPR: clustered regularly interspaced short palindromic repeats • ESKD: end-stage kidney disease • FDA: US Food and Drug Administration • FEV1: forced expiratory volume in 1 second • HSCs: hematopoietic stem cells • IPF: idiopathic pulmonary fibrosis • LNPs: lipid nanoparticles • PH1: primary hyperoxaluria type 1 • PKD: polycystic kidney disease • rAAV:重组腺相关的病毒载体•siRNA:小干扰RNA•TGF-β:转化生长因子β•UABC:高层基础干细胞
(从头和/或现有实验室/机构)在特定类型的 ATMP 或其他创新治疗模式中进行研究,以促进转化研究。这涵盖了与未来治疗遗传性疾病相关的治疗方法。科学和技术中心有望提供访问和推进可转化、质量控制的技术。这些中心应开发技术和共享数据,并提供机会定义 ATMP 的主要特征和对后期开发至关重要的质量标准。相关的治疗方式包括重组腺相关病毒 (rAAV) 和创新治疗方式,例如信使 RNA (mRNA) 和纳米颗粒 (NPs)。感兴趣的技术领域包括靶向递送、稳定性、转基因表达、先进的重复给药技术方法/降低基因递送平台的免疫原性,以及与特定治疗方式相关的其他基础生物学,从而加速转化为临床开发和制造。