导效率

共价连接的腺病毒-AAV 复合物作为基因治疗的新型平台技术

Logan Thrasher Collins，1,2 Wandy Beatty，3 Buhle Moyo，4 Michele Alves-Bezerra，5 Ayrea Hurley，5 William Lagor，6 Gang Bao，4 Zhi Hong Lu，2 David T. Curiel 2，* 1 圣路易斯华盛顿大学生物医学工程系；2 圣路易斯华盛顿大学放射肿瘤学系；3 圣路易斯华盛顿大学分子微生物学系；4 莱斯大学生物工程系；5 贝勒医学院分子生理学和生物物理学系；6 贝勒医学院综合生理学系，* 通讯作者。摘要：腺相关病毒 (AAV) 作为基因治疗的递送系统取得了巨大成功，但 AAV 仅有 4.7 kb 的包装容量严重限制了其应用范围。此外，通常需要高剂量的 AAV 来促进治疗效果，从而导致急性毒性问题。虽然已经开发了双重和三重 AAV 方法来缓解包装容量问题，但这些方法需要更高的剂量才能确保以足够的频率发生共感染。为了应对这些挑战，我们在此描述了一种由共价连接到多个腺相关病毒 (AAV) 衣壳的腺病毒 (Ad) 组成的新型递送系统，这是一种以较少的 AAV 总量更有效地共感染细胞的新方法。我们利用 DogTag-DogCatcher (DgT-DgC) 分子胶系统构建我们的 AdAAV，并证明这些混合病毒复合物可实现培养细胞的增强共转导。该技术最终可能会通过提供双重或三重 AAV 的替代方案来扩大 AAV 基因递送的实用性，该替代方案可以在较低剂量下使用，同时达到更高的共转导效率。简介尽管腺相关病毒 (AAV) 基因治疗已显示出巨大的前景并已导致 5 种治疗方法获得临床批准，1–3 但该载体的 DNA 包装能力较低（4.7 kb），一直阻碍着它的应用。人们付出了巨大的努力来开发双重 AAV 系统，该系统将治疗基因的两部分放在不同的衣壳中，旨在共同感染相同的细胞。4–7 类似的三重 AAV 系统也已被探索。8,9 双重和三重 AAV 系统可以通过 DNA 反式剪接、RNA 反式剪接或通过分裂内含肽的蛋白质剪接机制将其分裂的基因重新组合成完整形式。5,7 然而，双重和三重 AAV 通常需要更高的剂量才能实现有效的细胞共转导，尤其是在需要全身给药时。10 这是有道理的，因为两三个货物到达同一个细胞的可能性应该大致分别对应于单个货物到达细胞的比例的平方或立方。因此，大多数双重或三重 AAV 策略都集中于可以局部给药到目标组织的应用，例如视网膜基因治疗。5，7–9 双重和三重 AAV 的另一个缺点是，它们可能导致未接收所有货物的细胞产生部分蛋白质产物。5 由于这些部分蛋白质的翻译量通常比所需的治疗性蛋白质还要大，因此它们可能导致严重的毒性。缓解双重和三重 AAV 基因治疗相关问题的新方法将大大提高 AAV 在治疗需要递送大量转基因序列的疾病方面的适用性。为了应对这些挑战，我们在此构建了一种全新的基因递送系统“AdAAV”，它由更大的（直径约 100 纳米）Ad 衣壳组成，衣壳上装饰有