视网膜基因治疗的AAV

由凯伦·格林林

Karen Guerin

视网膜基因治疗的AAV infographic正是如同偶然,我进入了基因治疗领域,更具体地是基于AAV的视网膜基因治疗。这一年是2001年,我在使用的实验室开始了一份技术人员腺相关病毒载体伟德BV下载用来治疗遗传性视网膜退行性疾病,也就是色素性视网膜炎。我很快就被这项新兴技术以及它治疗一些遗传疾病的潜力所吸引。

我当时不知道它,但基因治疗已经堕落 - 真的 - 从恩典前2年的死亡Jesse Gelsinger在一项以腺病毒为基础的基因治疗临床试验中出现了严重的错误。它让整个领域陷入了停滞,直到20年后的现在,它才终于回到了聚光灯下。2017年12月19日,FDA批准Luxturna™这是治疗罕见遗传性眼病莱伯氏先天性黑蒙的首个基因疗法。这是我、科学家、医生和患者所希望的基因(和细胞)疗法取得更多临床成功的第一步。

人们可能会想知道为什么FDA批准的基于AAV的基因治疗治疗是一种稀有的眼病,而不是另一个遗传疾病更普遍或危及生命(囊性纤维化,血友病,肌营养不良)?

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AAV基因治疗始于90年代中期,有很多工作和一点运气

作为该领域的先驱,吉恩·班尼特博士在25年前完成眼科博士学位和医学培训时,就开始研究通过传递基因来纠正遗传条件的方法。基因治疗还处于初期阶段,但眼睛很早就被确定为理想的治疗目标。这很容易可访问的可以是的器官监测方法随着时间的推移。重要的是,它是免疫特权隔室,意味着它可以耐受抗原(例如病毒载体)的存在而不引发破坏性炎症免疫应答。伟德BV下载当时,腺病毒载体是最常用的基因递送的伟德BV下载病毒载体,并且已被证明仅用于瞬时转移视网膜。然而新病毒载伟德BV下载体能够在视网膜细胞中提供长期的基因表达- aav -变得可用。

与此同时,人类遗传学的进展导致了几个物种的确认疾病导致基因,包括RPE65基因是一种常染色体隐性遗传的,严重的,儿童期发病的失明形式,叫做利伯氏先天性黑内障(LCA)。RPE65基因克隆后不久,天然存在动物模型,RPE65- / - 狗,被特征,发现患有早期和严重的视力障碍忠实地概括了人体状况。

运气在恰当的时间和地点将所有这些关键元素结合在一起。但它是一个专门的团队的努力和毅力让贝内特博士领导的科学家(宾夕法尼亚大学),导致2001年的开创性的研究显示,AAV-mediated交付RPE65基因恢复视力的狗的LCA模型(兰斯洛特,得到AAV-RPE65治疗的一个狗狗,著名的访问国会,以帮助提高人们对基因治疗潜力的认识!)第一次临床试验开始前还需要6年,而获得FDA批准并以Luxturna™

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一种更好的眼部基因治疗载体:腺相关病毒(AAV)

而其他病毒载体如伟德BV下载腺病毒(副词)Lentivirus(LV)已知将视网膜细胞脱节,AAV迅速成为眼基因治疗的选择的载体。

ADV和LV已成功使用在眼部条件的临床前和临床环境中。然而,由于其相当大的免疫原性及其瞬态表达,adv被遗弃了。由于其(随机)整合到基因组中,LV导致分割和非分裂细胞的长期表达,其大的DNA包装能力非常适合较大的转基因。遗憾的是,视网膜的热衷于热衷于,主要感染视网膜色素上皮(RPE)的细胞。

另一方面,AAV在眼睛中具有广泛的热衷。AAV-2,第一种鉴定的血清型和在Luxturna™中使用的血清型,可以有效地转换各种类型的视网膜神经元。如今,一种自然而然的和工程化AAV血清型的工具箱,进一步扩展了AAV属性的范围。虽然目前仅用于临床试验中的天然血清型,但各种工程化在临床前研究中表现出很大的希望,并且很快就会达到临床试验。

AAV安全型材非常好,进一步加强其作为选择的载体的位置体内基因治疗。不知道在人类中引起任何疾病,当需要高剂量载体时,其低免疫原性至关重要。此外,AAVs不整合在宿主基因组中,但仍然导致非分裂细胞中的长期(> 10年)转基因表达,因为它们在细胞核中保留在卵泡形式中。

但既然一切都不完美,AAV也不完美。它的主要限制是其DNA载体的小尺寸-最多4.8 kb -这意味着一个大于3kb的基因不能使用该载体传送。例如,尽管研究人员知道Usher综合征(一种导致耳聋和失明的疾病)是由MYO7a基因缺陷引起的,但在大约7kb的范围内,这个基因太大了,无法通过AAV传递。对偶向量策略正在进行优化以克服这一限制,迄今为止取得的成功有限。幸运的是,这种基因可以用慢病毒载体靶向RPE细胞,临床试验正在进行中。

继续进行眼部基因治疗

基于aav的眼部基因疗法的管道令人印象深刻:无脉络膜、x连锁视网膜色素变性、色盲和年龄相关性黄斑变性的临床试验正在进行中,一些有望追随Luxturna™的脚步。然而,尽管临床前研究取得了有希望的结果,但由于临床开发的高成本,一些罕见至超罕见眼病的潜在候选药物正在被搁置。因此,Luk Vandenberghe和他在MEEI的同事共同创立了一个非盈利帮助推进这些疾病的候选疗法。

骑过视网膜基因治疗的早期成功,患有血友病,肌营养不良,脊髓肌萎缩,神经变性疾病和代谢疾病等毁灭性遗传疾病的临床试验的营养疾病的临床试验也是如此,并报告了令人鼓舞的结果。

重要的是,正在进行大量的基础研究以进一步改进技术:新衣壳变体的工程,设计表达盒来调节和优化转基因水平,以及病毒载体的大规模制造,以支持普遍疾病的试验 - 名称a伟德BV下载很少。

克里普尔克基于AAV的工具也特别适合与AAV结合使用体内基因编辑和报告表明,结合这些工具的第一个临床研究可能会在明年早期开始。

在失宠20年后,基因疗法又回来了,而且更好更安全。它现在是科学领域中最活跃、最激动人心的领域之一。希望这只是基因治疗革命和个性化医学发展的开始。


参考和进一步阅读

1.FDA批准基因治疗对失明的疗法

2.基因治疗从耻辱中出现了下一个大事,再次

3. Acland G.等人,2001.基因治疗在儿童失明的犬模型中恢复视觉。自然遗传学28,92-95。PubMedPMID:11326284

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5. Naldini,L.,2015.基因治疗返回中心阶段。大自然Vol 526,p.351。PubMedPMID:26469046

6。永远修复:基因治疗和保存的男孩它由Ricki Lewis。ISBN-13: 978 - 1250015778

7. yu w和吴z.,2018年。体内基于crispr的基因组编辑技术在视网膜中的应用。前电池驱动BIOL。2018年5月14日; 6:53。审查。PubMedPMID:29868583。公共医学中心PMCID:PMC5960719.

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10.Samulski RJ, Muzyczka N., 2014。aav介导的基因治疗研究和治疗目的。1. 2014年11月1日。DOI: 10.1146 / annurev -病毒学- 031413 - 085355。PubMedPMID:26958729

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