Генска терапија се истражује као потенцијални третман за низ неуролошких болести, укључујући Алцхајмерову болест,Паркинсонова болест, Хантингтонова болест и спинална мишићна атрофија. У овим приступима, терапеутски генетски материјал се испоручује циљним ћелијама помоћу вектора или носача. Адено-асоциатед вирус (ААВ) је један од најчешће проучаваних вирусних вектора јер може да трансдукује и ћелије које се деле и не-који се не деле и развијен је за испоруку у низ ткива.
Међутим, за неуролошке примене, ефикасна испорука гена остаје изазовна. Централни нервни систем (ЦНС) је заштићен крвно-можданом баријером и постизање довољне и адекватно распоређене изложености векторима у мозгу и кичменој мождини може бити тешко. Имуни одговори на вектор или трансген такође могу утицати на ефикасност и безбедност. Нехумани примати (НХП) се стога користе у претклиничким истраживањима за процену стратегија испоруке, дистрибуције вектора, експресије трансгена и имуних одговора на животињском моделу са релевантним анатомским и физиолошким сличностима са људима.
Испорука ААВ у ЦНС
Један од централних изазова у генској терапији ЦНС-а је постизање довољне и широке дистрибуције вектора. Испитано је неколико путева примене, укључујући директну паренхимску примену и испоруку у цереброспиналну течност (ЦСФ).
Испорука{0}}побољшана конвекцијом (ЦЕД)укључује давање вектора директно у мождани паренхим под контролисаним притиском. Резултујући конвективни ток може олакшати дистрибуцију вектора кроз циљано ткиво. НХП студије су показале експресију трансгена након ЦЕД-а у неколико региона мозга, укључујући путамен, таламус и кортекс.
Други приступ је да се ААВ примени директно у ЦСФ.Интратекална (ИТ) администрацијаиспоручује вектор у ЦСФ који окружује кичмену мождину, докинтрацеребровентрикуларна (ИЦВ) применаиспоручује га у вентрикуларни систем мозга. Оба пута су истражена за постизање шире дистрибуције ЦНС-а.
Дистрибуција и ћелијски тропизам ААВ-а могу да варирају у зависности од капсида и пута примене. Студија на макакама циномолгус упоређивала је ИТ и ИЦВ администрацију ААВ9 и ААВрх10. Студија је известила да је ИТ администрација ААВ9 произвела релативно конзистентну експресију трансгена у моторним неуронима кичме, као и неуронима и глијалним ћелијама у неколико региона мозга. Насупрот томе, ААВ9 администриран путем ИЦВ показао је конзистентнију експресију у мозгу, док је ААВрх10 примењен интратекално показао ограничено циљање моторних неурона. Ови налази илуструју важност разматрања и одабира капсида и начина примене при развоју ЦНС-усмерених ААВ терапија.
Имуни одговори на ААВ генску терапију
Имуни одговори представљају још једно важно питање у генској терапији заснованој на ААВ{0}}у. И урођени и адаптивни имуни механизми могу да одговоре на вектор, његов генетски материјал или експримирани трансген. Ови одговори могу утицати на перзистентност вектора, експресију трансгена и подношљивост третмана.
Урођени имунолошки сенсинг може да укључи рецепторе за препознавање{0}} образаца и може да доведе до сигнализације упале, производње цитокина, активације комплемента и других одговора у наставку. Адаптивни имунитет може укључити развој антитела против ААВ капсида и ћелијских имуних одговора против векторских-повезаних или трансгенских- антигена изведених.
На величину и природу ових одговора могу да утичу фактори укључујући дозу вектора, серотип капсида, пут примене, дизајн векторског генома, промотер, трансген и већ{0}}постојећи имунитет. Ови фактори се стога морају узети у обзир при дизајнирању терапија заснованих на ААВ-за специфичне ЦНС циљеве.
Стратегије за управљање имунолошким одговорима
Истражено је неколико приступа за смањење или управљање имунолошким одговорима на ААВ векторе. Имуномодулаторни или имуносупресивни третмани, укључујући кортикостероиде, коришћени су у неким програмима клиничког развоја за управљање инфламаторним одговорима након примене ААВ. Међутим, системскиимуносупресијаможе да носи сопствене ризике и захтева пажљиво разматрање.
Векторски инжењеринг пружа још једну потенцијалну стратегију. Модификовање ААВ капсида може променити тропизам ткива и интеракције са имунолошким системом. Инжењеринг векторског генома такође може утицати на урођени имунолошки сенсинг, док ткивно{2}}специфични или регулисани промотери могу помоћи у контроли нивоа и дистрибуције експресије трансгена.
НХП студије су допринеле разумевању имунолошких одговора након примене ААВ-а и пружиле су информације које могу да допуне налазе из студија о глодарима и ин витро. Истраживања у НХП-овима су такође показала да се урођени имуни одговори могу јавити након примене у ткива која су се раније сматрала релативно привилегованим имунитетом, наглашавајући потребу да се размотре имуни механизми специфичних за пут{1}} и ткиво- током развоја вектора.
Улога НХП-а у развоју ЦНС генске терапије
НХП студије могу да пруже важне информације о транслацији током развоја терапија неуролошких болести заснованих на ААВ{0}}у. Поред процене векторске дистрибуције и експресије трансгена, НХП студије се могу користити за истраживање процедура администрације, односа дозе-одговора, биомаркера и имуних одговора.
Избор ААВ серотипа, начина примене, дозе и крајњих тачака испитивања треба да буде вођен терапијским циљем и развојним циљевима. Не очекује се да ће појединачни вектор или стратегија администрације бити оптимална за све неуролошке болести. Разлике у циљним ћелијама, анатомској дистрибуцији, механизму болести и потребном нивоу експресије гена могу значајно утицати на одговарајући приступ.
Закључак
Генска терапија заснована на ААВ-има има значајан потенцијал за неуролошке болести, али ефикасна испорука ЦНС-а и управљање имунолошким одговорима остају важни изазови. НХП студије могу помоћи у карактеризацији ових фактора у моделу са релевантним анатомским, физиолошким и имунолошким карактеристикама.
Студије ЦЕД, интратекалне и интрацеребровентрикуларне примене показале су да и пут испоруке и ААВ капсид могу утицати на дистрибуцију и ћелијско циљање терапеутских вектора. Истовремено, континуирано истраживање имунолошких одговора и векторског инжењеринга биће важно за побољшање сигурности и трајности ЦНС генских терапија.
Добро{0}}добро осмишљене НХП студије могу стога да обезбеде вредне транслационе податке за подршку оптимизацији приступа заснованих на ААВ-пре клиничког развоја.
