视网膜基因治疗中的aav

由卡伦吉林

凯伦吉林

视网膜基因治疗信息图中的aav我进入基因治疗领域,更确切地说是基于aav的视网膜基因治疗,纯属偶然。那是2001年,我开始了一份在实验室做技术员的工作adeno相关的病毒载体(aavsvwin668)治疗遗传性视网膜退行性疾病,称为视网膜炎。我很快被这个新兴技术迷上了,其潜力治疗一些遗传疾病。

我当时并不知道,但基因疗法已经衰落了——真的是一落千丈——在去世两年前Jesse Gelsinger在基于腺病毒的基因治疗临床审判中令人恐惧。它将整个领域带到了磨削停止,现在只有2年后,终于回到了敏捷。2017年12月19日FDA得到正式认可的Luxturna™第一个基因治疗稀有遗传眼病,莱伯的先天性生物症。这是我,科学家,医生和患者的希望是基因(细胞)疗法的更多临床成功。

人们可能会想,为什么FDA批准的第一个基于aav的基因治疗是针对一种罕见的眼病,而不是另一种更普遍或威胁生命的遗传病(囊性纤维化、血友病、肌肉萎缩症)?

需要病毒吗?检查Addgene的病毒式服务!

AAV基因治疗开始于90年代中期有很多工作和一点运气

野外的先锋,Jean Bennett博士开始致力于在25年前在眼科完成她的博士学位和医疗训练时在25年前提供基因来纠正遗传条件。基因疗法在其初期,但早期被鉴定为理想的目标。这很容易无障碍器官可以是非侵略性地监测随着时间的推移。重要的是,它是一个免疫的特权隔室,意味着它可以容忍抗原的存在(如病毒载体)而不引发破坏性的炎症免疫反应。vwin668当时,腺病毒载体是基因传递中最常用的vwin668病毒载体,而且已经证明它们可以转导视网膜,但只是暂时性的。然而新的病毒vwin668载体能够在视网膜细胞中提供长期基因表达- AAV正在获得。

同时人类遗传的进步导致了几个致病基因,包括RPE65基因负责常染色体隐性,严重,童年的失明形式的失明名称Leber的先天性阿颈病(LCA)。在克隆RPE65基因后不久,一种天然动物模型,RPE65.−−/狗被发现患有早期严重的视力障碍忠实地再现了人类的处境。

运气在合适的时间和地点将所有这些关键要素带到一起。但它是由Jean Bennett(Upenn)博士的专业科学家团队的辛勤工作和持续存在于2001年的突破性的研究,表明AAV介导的RPE65基因恢复LCA狗模型中的视觉(LANCELOT)是一只接受AAV-RPE65治疗的狗之一,被称为大会,以帮助提高对基因治疗潜力的认识!)。第一次临床试验开始前6年才能获得10年,以获得FDA批准并以历史为单位Luxturna™

下载病毒载体101电子书vwin668

眼基因治疗的更好载体:腺相关病毒(AAV)

而其他病毒载体如vwin668腺病毒(adv)慢病毒(LV)由于AAV能够转导视网膜细胞,很快成为眼科基因治疗的首选载体。

AdV和LV已经成功地应用于眼科疾病的临床前和临床环境中。然而,AdV由于其相当大的免疫原性和短暂表达而被早期放弃。LV可以在分裂细胞和非分裂细胞中长期表达,这是由于它(随机)整合到基因组中,其巨大的DNA包装能力非常适合于更大的转基因。不幸的是,它在视网膜中具有有限的向性,主要感染视网膜色素上皮细胞(RPE)。

另一方面,aav在眼部有广泛的向性。AAV-2是第一个被鉴定的血清型,也是Luxturna™中使用的血清型,它可以有效地转导各种类型的视网膜神经元。如今,自然发生和工程的AAV血清型工具箱进一步扩大了AAV特性的范围是可用的。虽然目前只有自然血清型用于临床试验,但多种工程血清型在临床前研究中显示出了巨大的前景,并可能很快进入临床试验。

AAV的安全特性非常好,并进一步加强了其作为矢量选择的地位在活的有机体内基因治疗。目前还不知道它会在人类中引起任何疾病,而且当需要系统提供高剂量的病媒时,它的低免疫原性是至关重要的。此外,AAVs不能与宿主基因组整合,但仍能在非分裂细胞中长期(>10年)表达,因为它们在细胞核中仍以游离形态存在。

但由于没有任何完美的,也不是AAV。其主要限制是其DNA货物的小尺寸 - 4.8kb至多 - 这意味着不能使用该载体递送大于3kb的基因。例如,虽然研究人员知道迎膜综合征(导致耳聋和失明的疾病)是由基因myO7a中的缺陷引起的,但在〜7 kB时,该基因太大而不能通过AAV提供。双向策略正在优化以克服这一限制,迄今为止取得有限。幸运的是,对于患者来说,该基因可以使用慢病毒载体靶向RPE细胞,并且正在进行临床试验。

用眼基因治疗向前移动

基于AAV的眼基因疗法的管道令人印象深刻:幼儿血症,X键性视网膜炎,患者和年龄相关的黄斑变性的临床试验正在进行中,有些希望在Luxturna™的脚步中追随。然而,尽管有希望的临床研究结果,但由于临床开发的高成本,一些潜在的候选人罕见的超稀有眼部疾病均在阶段。因此,Meei的Luk Vandenberghe和同事共同创立了一个非营利性的帮助推进这些疾病的候选疗法。

借助视网膜基因治疗的早期成功,越来越多的毁灭性遗传疾病的临床试验也在进行中,如血友病、肌肉萎缩、脊髓性肌肉萎缩、神经退行性疾病和代谢性疾病,报告的结果令人鼓舞。

重要的是,目前正在进行大量的基础研究以进一步改进这项技术:设计新的衣壳变体、设计表达盒以调节和优化转基因水平、大规模制造病毒载体以支持流行疾病的试验等等。vwin668

CRISPR基于合适的工具也特别适合与AAV相结合在活的有机体内基因编辑和报告表明,首个结合这些工具的临床研究可能最早于明年开始。

从恩典落下后二十年,基因治疗恢复,更好,更安全。它现在是最活跃和最令人兴奋的科学领域之一。希望只有基因治疗革命的开始和个性化医学的发展。


参考资料和进一步阅读

1。FDA批准基因疗法治疗失明

2。基因疗法从耻辱中崛起,再次成为下一个大事件

3.Acland G.等人,2001。基因治疗恢复了童年失明犬模型的视力。《自然与遗传学》28,92-95。PubMed.PMID: 11326284

4.班纳特,2017年。视网膜基因治疗的回顾与展望。分子治疗第25卷第5期。PubMed.PMID: 28391961.pmed中央PMCID: PMC5417792

5.Naldini, L。,2015年。基因治疗重回中心舞台。《自然》第526卷,第351页。PubMed.PMID: 26469046

6.永远的解决办法:基因疗法和拯救的男孩作者:Ricki Lewis。ISBN-13:978-1250015778

7.于伟、吴卓,2018。在活的有机体内基于CRISPR的基因组编辑在视网膜中的应用。Front Cell Dev Biol. 2018年5月14日;6:53。审查。PubMed.PMID:29868583.pmed中央PMCID: PMC5960719

8.Trapani I和Auricchio A, 2018年。视网膜基因治疗25年后看到光明。Mol Med. 2018, S1471-4914(18)30123-0。DOI: 10.1016 / j.molmed.2018.06.006。PubMed.PMID:29983335

9. Day TP1,Byrne LC,Schaffer Dv,Flannery JG,2014. AAV矢量开发的进展在视网膜中的基因治疗。Adv Exp Med Biol。2014;801:687-693。DOI:10.1007 / 978 - 1 - 4614 - 3209 - 8 - _86.PubMed.PMID:24664759.pmed中央PMCID: PMC4267879

10. Samulski RJ,Muzyczka N.,2014年。Aav介导的研究和治疗目的的基因治疗。Annu Rev Virol。2014年11月1日(1):427-51。DOI:10.1146 / Annurev-Virology-031413-085355。PubMed.PMID: 26958729

Addgene博客上的其他资源vwin.com mobile

资源在Addgene.org

话题:vwin668AAV.

留下你的评论

分享科学变得更容易了……订阅我们的博客

订阅