Самокомпьютационный адено-ассоциированный вирус
Самокомпьютационный адено-ассоциированный вирус ( SCAAV ) является вирусным вектором, спроектированным из природного адено-ассоциированного вируса (AAV), который будет использоваться в качестве инструмента для генной терапии . [ 1 ] Использование рекомбинантных AAV (RAAV) было успешным в клинических испытаниях, посвященных различным заболеваниям. [ 2 ] Это лабораторное потомство RAAV называется «самообучения», потому что кодирующая область была разработана для образования внутримолекулярного двухцепочечного шаблона ДНК. Повышенная скорость этапа для стандартного генома AAV включает в себя синтез второй цепи, поскольку типичный геном AAV представляет собой одноцепочечный матрицу ДНК . [ 3 ] [ 4 ] Тем не менее, это не относится к геномам SCAAV. После инфекции, вместо того, чтобы ждать опосредованного клеткам синтеза второй цепи, две комплементарные половины SCAAV будут связываться с образованием одной двойной целевой ДНК (дцДНК), которая готова к немедленной репликации и транскрипции . Предостережение этой конструкции заключается в том, что вместо полной пропускной способности, найденной в RAAV (4,7–6 КБ ) [ 5 ] SCAAV может содержать только половину этого количества (≈2,4 КБ). [ 6 ]
В применении генной терапии с использованием RAAV вирус преобразует клетку с помощью одноцепочечной ДНК (SSDNA), окруженной двумя инвертированными терминальными повторами (ITRS). Эти ITR образуют шпильки в конце последовательности, чтобы служить праймерами , чтобы инициировать синтез второй цепи до последующих этапов инфекции начала . Второй синтез цепи считается одним из нескольких блоков для эффективной инфекции. [ 7 ] Дополнительные преимущества SCAAV включают повышенную и длительную трансгена экспрессию in vitro и in vivo , а также «более высокую стабильность ДНК in vivo и более эффективную циркуляризацию». [ 8 ]
В генной терапии
[ редактировать ]SCAAV является привлекательным вектором для использования в генной терапии по многим причинам. Его родительский вектор AAV уже используется в клинических испытаниях. [ 9 ] Из -за различных доступных серотипов SCAAV ученые могут выбрать серотип, который обладает свойствами, желающими для их терапии. Выбор только подмножества клеток улучшает специфичность и снижает риск подавления иммунной системы . Различные серотипы SCAAV и AAV могут эффективно трансфицировать различные клеточные мишени. [ 10 ] [ 11 ] Как и все векторные подходы к генной терапии, одним из препятствий в трансляции терапии из преклинических испытаний в клиническое применение человека будет выработка большого количества высококонцентрированного вируса. [ 12 ] Одним из недостатков, с которым сталкивается SCAAV, является то, что из-за надежной экспрессии генов трансгеновые продукты, доставленные через SCAAV, вызывают более сильный иммунный ответ, чем те же трансгены, доставленные через одноцепочечный вектор AAV. [ 13 ]
Классификация вирусов
[ редактировать ]Как и AAV, SCAAV является членом семьи Parvoviridae , обычно известной как парвовирусы . Эти вирусы являются неразвитыми вирусами одноцепочечной ДНК (SSDNA). В Parvoviridae SCAAAV далее принадлежит к роду зависимости зависимости зависимости от зависимости от зависимости невозможности воспроизведения самостоятельно. В природе эти вирусы зависят от другого вируса для обеспечения репликации; Адено-ассоциированный вирус может воспроизводить только во время активной инфекции аденовируса или некоторых типов герпесвируса . В использовании лаборатории это препятствие преодолевается путем добавления плазмид -помощников , которые экзогенно экспрессируют гены репликации, которых не хватает самому AAV. [ 14 ]
Вирусная репликация
[ редактировать ]Как зависит, SCAAAV остается в скрытом состоянии в ячейке, пока ячейка не испытает определенные разрешающие условия. Они могут включать в себя наличие вирусной инфекции помощника (например, аденовирус) или других токсичных событий, таких как воздействие ультрафиолетового света или канцерогенов . [ 14 ] Поскольку эндогенный Rep ORF был заменен трансгеном, экзогенно предоставленные гены повторений кодируют белки, необходимые для репликации генома и других компонентов жизненного цикла вируса. ITRS, расположенные 5 'и 3' вирусного генома, служат происхождением репликации. [ 15 ]
Вирусная упаковка
[ редактировать ]Как и представитель ORF, Scaav Cap Orf был заменен трансгеном и, следовательно, предоставляется экзогенно в лабораторной среде. Гены, кодируемые в этом ORF, строят капсидные белки и несут ответственность (наряду с внутриклеточной обработкой) за передачу специфичности цели. Белки Rep участвуют в интеграции генома в предварительно сформированные капсиды. [ 15 ] Несмотря на то, что SCAAV предназначен для формирования дцДНК при инфекции, две дополнительные нити не упакованы в двойной страной. Парвовирусы упаковывают свой вирусный геном, так что основания SSDNA вступают в контакт с аминокислотами на внутренней стороне вирусного капсида. Таким образом, последовательность SCAAV, вероятно, разматывается вирусальной кодируемой ДНК -геликазой перед упаковкой в капсид вирусного белка. [ 7 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Маккарти, DM; Монахан, PE; Самулски, Р.Дж. (2001). «Самокомпьютационные рекомбинантные адено-ассоциированные вирусные векторы (SCAAV) способствуют эффективной трансдукции независимо от синтеза ДНК» . Генная терапия . 8 (16): 1248–54. doi : 10.1038/sj.gt.3301514 . PMID 11509958 .
- ^ «Клинические испытания генной терапии по всему миру» .
- ^ Ferrari, FK; Самулски, т; Шенк, т; Самулски, Р.Дж. (1996). «Синтез второго цепочки является этапом, ограничивающей скорость для эффективной трансдукции рекомбинантными аденоассоциированными векторами вируса» . Журнал вирусологии . 70 (5): 3227–34. doi : 10.1128/JVI.70.5.3227-3234.1996 . PMC 190186 . PMID 8627803 .
- ^ Фишер, KJ; GAO, GP; Вейцман, доктор медицины; DeMatteo, R; Бурда, JF; Уилсон, JM (1996). «Трансдукция с рекомбинантным адено-ассоциированным вирусом для генной терапии ограничена синтезом ведущих целей» . Журнал вирусологии . 70 (1): 520–32. doi : 10.1128/JVI.70.1.520-532.1996 . PMC 189840 . PMID 8523565 .
- ^ Grieger, JC; Самулски, Р.Дж. (2005). «Упаковочная способность адено-ассоциированных вирусных серотипов: влияние более крупных геномов на инфекционные и постентрические этапы» . Журнал вирусологии . 79 (15): 9933–44. doi : 10.1128/JVI.79.15.9933-9944.2005 . PMC 1181570 . PMID 16014954 .
- ^ Wu, j; Чжао, w; Zhong, l; Хан, Z; Li, b; MS, W; Вейгель-Келли, Ка; Уоррингтон, кх; Шривастава, А (февраль 2007 г.). «Самокомпьютационные рекомбинантные адено-ассоциированные вирусные векторы: упаковочная способность и роль белков Rep в чистоте вектора». Генная терапия человека . 18 (2): 171–82. doi : 10.1089/hum.2006.088 . PMID 17328683 .
- ^ Jump up to: а беременный McCarty, Douglas M (2008). «Самокомпьютационные векторы AAV; достижения и приложения» . Молекулярная терапия . 16 (10): 1648–56. doi : 10.1038/mt.2008.171 . PMID 18682697 .
- ^ Ван, Z; Ма, Привет; Li, J; Солнце, л; Чжан, J; Xiao, X (2003). «Быстрая и высокоэффективная трансдукция с помощью двухцепочечной аденоассоцированной векторов вируса in vitro и in vivo» . Генная терапия . 10 (26): 2105–11. doi : 10.1038/sj.gt.3302133 . PMID 14625564 .
- ^ Aalbers, Caroline J.; Так, Пол П.; Vervoordeldonk, Margriet J. (2011). «Достижения в подходах к адено-ассоциированной вирусной генной терапии: изучение нового горизонта» . F1000 Медицинские отчеты . 3 : 17. doi : 10.3410/m3-17 . PMC 3169911 . PMID 21941595 .
- ^ Hillestad, ML; Генцель, AJ; Нат, Ка; Барри, Массачусетс (октябрь 2012 г.). «Система вектора-хоста до вируса отпечатков пальцев» . Hum Gene Ther . 23 (10): 1116–26. doi : 10.1089/hum.2011.116 . PMC 3472556 . PMID 22834781 .
- ^ Zincarelli, c; Soltys, S; Ренго, G; Рабиновиц, JE (Jun 2008). «Анализ серотипов AAV 1–9 опосредованных экспрессии генов и тропизма у мышей после системной инъекции» . Мол Существующий 16 (6): 1073–80. doi : 10.1038/mt.2008.76 . PMID 18414476 .
- ^ Clément, n; Knop, Dr; Бирн, BJ (август 2009 г.). «Масштабная аденоассоцированная продукция вирусного вектора с использованием системы на основе герпесвируса обеспечивает производство для клинических исследований» . Hum Gene Ther . 20 (8): 796–806. doi : 10.1089/hum.2009.094 . PMC 2861951 . PMID 19569968 .
- ^ Wu, t; Töpfer, k; Лин, SW; Li, h; Биан, а; Чжоу, XY; Высокий, Ка; ERTL, HC (март 2012 г.). «Самокомпьютационные AAV вызывают более мощные иммунные реакции трансгенового продукта по сравнению с одноцепочечным геномом» . Мол Существующий 20 (3): 572–9. doi : 10.1038/mt.2011.280 . PMC 3293612 . PMID 22186792 .
- ^ Jump up to: а беременный Бернс, Ки (сентябрь 1990). «Репликация парвовируса» . Микробиол. Преподобный 54 (3): 316–29. doi : 10.1128/mmbr.54.3.316-329.1990 . PMC 372780 . PMID 2215424 .
- ^ Jump up to: а беременный Бьюнинг, ч; Perabo, L; Coutelle, O; Quadt-Humme, S; Hallek, M (июль 2008 г.). «Недавние разработки в области адено-ассоциированных вирусных векторных технологий». J. Gene Med . 10 (7): 717–33. doi : 10.1002/jgm.1205 . PMID 18452237 . S2CID 41510186 .