Генска терапија нуди потенцијал за лечење генетских болести испоруком терапеутског генетског материјала циљним ћелијама. Међутим, ефикасна испорука гена мора да превазиђе неколико биолошких баријера, укључујући имунолошко препознавање, ћелијски унос, интрацелуларну трговину и ефикасно изражавање терапеутског терета. Због тога су развијени вирусни и не-вирусни вектори за решавање ових изазова.
Међу вирусним векторима, адено{0}}асоциатед вирус (ААВ) је постао важна платформа за ин виво испоруку гена. ААВ вектори могу да трансдуцирају ћелије које се деле и ћелије које се не- деле и подржавају континуирану експресију трансгена. Различити ААВ капсиди такође показују различит тропизам ткива, пружајући могућности за развој вектора за специфичне органе и типове ћелија.
Приступи засновани на ААВ{0}}у ипак имају важна ограничења. То укључује релативно мали капацитет паковања ААВ-а, већ-постојећи имунитет на неке капсиде, имуне одговоре након примене и изазове повезане са постизањем ефикасне и довољно специфичне испоруке одређеним ткивима. Ова ограничења довела су до сталних напора да се побољша дизајн и перформансе ААВ вектора.
Зашто су НХП важни у истраживању ААВ-а?
Нељудски примати (НХП) могу да пруже вредне информације о транслацији током развоја терапија заснованих на ААВ-због сличности са људима у анатомији, физиологији, генетици и имунолошкој биологији. НХП студије се могу користити за процену биодистрибуције вектора, трансдукције ткива, експресије трансгена, фармаколошке активности и имуних одговора ин виво.
Важно је да перформансе ААВ капсида могу значајно да варирају између врста. Вектор који показује јак тропизам код глодара можда неће показати исту дистрибуцију или профил трансдукције код примата. НХП студије стога могу пружити додатне информације приликом процене да ли ААВ вектор има карактеристике погодне за даљи развој.
Развијање нових ААВ капсида
Једна од главних области ААВ истраживања је развој капсида са побољшаним тропизмом ткива и ефикасношћу трансдукције. Истраживачи су користили приступе као што су усмерена еволуција, рационални дизајн и приказ пептида да би генерисали ААВ варијанте са измењеним биолошким својствима.
Ови приступи имају за циљ да побољшају испоруку специфичним ткивима, укључујући централни нервни систем, јетру, срце и ретину, док потенцијално смањују нежељену дистрибуцију ткива или имунолошко препознавање. НХП студије могу помоћи да се утврди да ли се својства уочена током раније-фазе скрининга преводе на већи животињски модел са већим физиолошким значајем за људе.
Ткиво{0}}специфична и регулисана експресија гена
Перформансе вектора не зависе само од селекције капсида, већ и од тога како се терапеутски ген експримира након порођаја. Промоторски и регулаторни елементи могу се конструисати да утичу на ниво и ћелијску специфичност експресије трансгена.
Ткиво{0}} или{1}}специфични промотери могу помоћи у ограничавању експресије на предвиђене циљне ћелије, док индуцибилни регулаторни системи могу да обезбеде додатну контролу над временом или нивоом експресије. Ове стратегије могу да побољшају терапијски оквир ограничавањем експресије у не-циљаним ткивима.
НХП студије могу бити корисне за процену дистрибуције и специфичности експресије трансгена ин виво, посебно када се активност промотера и биологија ткива разликују између врста.
ААВ и ЦРИСПР-Уређивање генома Цас9
ААВ вектори се такође могу користити за испоруку компоненти система за уређивање генома-као што је ЦРИСПР-Цас9. Уместо да једноставно обезбеди функционални ген, уређивање генома засновано на ААВ-има има за циљ да модификује специфичну геномску секвенцу унутар циљних ћелија.
Претклиничке студије су истраживале приступе за уређивање генома које је {{0}испоручио ААВ- за болести укључујући Душенову мишићну дистрофију, хемофилију, цистичнуфиброза, и наследни поремећаји мрежњаче. НХП студије могу пружити важне информације о ефикасности испоруке, активности уређивања, дистрибуцији ткива и имунолошким одговорима пре клиничког превођења.
Међутим, ЦРИСПР приступи засновани на ААВ-су суочавају се са додатним изазовима, укључујући ограничења паковања ААВ вектора, потенцијално уређивање ван циља, имуне одговоре на компоненте вектора или протеине за уређивање и потребу да се постигне довољна ефикасност уређивања у релевантним циљним ћелијама.
Улога НХП истраживања у развоју ААВ
Развој ААВ вектора све више захтева интегрисану процену биологије капсида, дистрибуције ткива, експресије трансгена, фармаколошке активности и имуногености. НХП модели могу да допуне ин витро студије и студије глодара пружањем транслационих информација које може бити тешко добити од других модела.
Одговарајућу врсту НХП, пут примене, дозу, стратегију узорковања и крајње тачке треба одредити према вектору, циљном ткиву, терапијском механизму и фази развоја. Истраживање НХП-а је стога најинформативније када је укључено у ширу претклиничку стратегију дизајнирану да се бави специфичним развојним питањима.
Како ААВ технологије настављају да се развијају, напредак у капсидном инжењерингу, регулаторним елементима и системима за{0}}уређивање генома може проширити потенцијалне примене генске терапије. Добро-осмишљене НХП студије могу помоћи у карактеризацији ових технологија и обезбеђивању критичних транслационих података који подржавају њихов даљи развој.
