Obiecująca przyszłość terapii genowej AAV u-naczelnych

Trwają badania nad terapią genową jako potencjalną metodą leczenia szeregu chorób neurologicznych, w tym choroby Alzheimera,Choroba Parkinsona, choroba Huntingtona i rdzeniowy zanik mięśni. W tych podejściach terapeutyczny materiał genetyczny dostarcza się do komórek docelowych przy użyciu wektora lub nośnika. Wirus związany z adeno-adeno (AAV) jest jednym z najpowszechniej badanych wektorów wirusowych, ponieważ może transdukować zarówno komórki dzielące się, jak i niedzielące się,-i został opracowany do dostarczania do szeregu tkanek.

Jednak w zastosowaniach neurologicznych skuteczne dostarczanie genów pozostaje wyzwaniem. Centralny układ nerwowy (OUN) jest chroniony przez barierę krew-mózg, więc osiągnięcie wystarczającej i odpowiednio rozłożonej ekspozycji na wektory zarówno w mózgu, jak i rdzeniu kręgowym może być trudne. Odpowiedzi immunologiczne na wektor lub transgen mogą również wpływać na skuteczność i bezpieczeństwo. Dlatego naczelne inne niż ludzie (NHP) wykorzystuje się w badaniach przedklinicznych do oceny strategii dostarczania, dystrybucji wektorów, ekspresji transgenów i odpowiedzi immunologicznych w modelu zwierzęcym z odpowiednimi podobieństwami anatomicznymi i fizjologicznymi do ludzi.

Jednym z głównych wyzwań terapii genowej OUN jest osiągnięcie wystarczającej i powszechnej dystrybucji wektora. Zbadano kilka dróg podawania, w tym bezpośrednie podawanie miąższowe i dostarczanie do płynu mózgowo-rdzeniowego (CSF).

Konwekcja-dostarczanie wzmocnione (CED)polega na podaniu wektora bezpośrednio do miąższu mózgu pod kontrolowanym ciśnieniem. Powstały przepływ konwekcyjny może ułatwić dystrybucję wektora w docelowej tkance. Badania NHP wykazały ekspresję transgenu po CED w kilku obszarach mózgu, w tym w skorupie, wzgórzu i korze mózgowej.

Innym podejściem jest podanie AAV bezpośrednio do płynu mózgowo-rdzeniowego.Podanie dokanałowe (IT).dostarcza wektor do płynu mózgowo-rdzeniowego otaczającego rdzeń kręgowy, podczas gdypodanie do komór mózgowych (ICV).dostarcza go do układu komorowego mózgu. Obie drogi badano pod kątem uzyskania szerszej dystrybucji do OUN.

Rozmieszczenie i tropizm komórkowy AAV może się różnić w zależności od kapsydu i drogi podawania. W badaniu na makakach cynomolgus porównano podawanie AAV9 i AAVrh10 IT i ICV. Badanie wykazało, że podawanie AAV9 za pomocą IT spowodowało stosunkowo stałą ekspresję transgenu w neuronach ruchowych kręgosłupa, a także neuronach i komórkach glejowych w kilku obszarach mózgu. W przeciwieństwie do tego, AAV9 podawany drogą ICV wykazywał bardziej spójną ekspresję w mózgu, podczas gdy AAVrh10 podawany dooponowo wykazywał ograniczone ukierunkowanie na neurony ruchowe. Odkrycia te ilustrują znaczenie uwzględnienia zarówno wyboru kapsydu, jak i drogi podawania podczas opracowywania terapii AAV ukierunkowanych na OUN.

Odpowiedzi immunologiczne stanowią kolejny ważny czynnik w terapii genowej opartej na AAV. Zarówno wrodzone, jak i nabyte mechanizmy odpornościowe mogą reagować na wektor, jego materiał genetyczny lub wyrażany transgen. Odpowiedzi te mogą wpływać na trwałość wektora, ekspresję transgenu i tolerancję leczenia.

Wrodzone wykrywanie odporności może obejmować receptory{{0}rozpoznające wzorce i może prowadzić do sygnalizacji stanu zapalnego, wytwarzania cytokin, aktywacji dopełniacza i innych dalszych reakcji. Odporność nabyta może obejmować rozwój przeciwciał przeciwko kapsydowi AAV i komórkową odpowiedź immunologiczną przeciwko antygenom-związanym z wektorami lub pochodzącymi z transgenu-.

Na wielkość i charakter tych odpowiedzi mogą wpływać czynniki obejmujące dawkę wektora, serotyp kapsydu, drogę podania, konstrukcję genomu wektora, promotor,-istniejącą odporność. Dlatego te czynniki należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu terapii opartych na AAV-dla konkretnych celów w OUN.

Zbadano kilka podejść w celu zmniejszenia lub kontrolowania odpowiedzi immunologicznych na wektory AAV. W niektórych programach rozwoju klinicznego stosowano leczenie immunomodulujące lub immunosupresyjne, w tym kortykosteroidy, w celu opanowania reakcji zapalnych po podaniu AAV. Jednak systemoweimmunosupresjamoże wiązać się z własnym ryzykiem i wymaga starannego rozważenia.

Inżynieria wektorowa zapewnia kolejną potencjalną strategię. Modyfikowanie kapsydów AAV może zmieniać tropizm tkankowy i interakcje z układem odpornościowym. Inżynieria genomu wektorowego może również wpływać na wrodzoną wrażliwość immunologiczną, podczas gdy promotory specyficzne-tkankowo lub regulowane mogą pomóc w kontrolowaniu poziomu i dystrybucji ekspresji transgenu.

Badania NHP przyczyniły się do zrozumienia odpowiedzi immunologicznych po podaniu AAV i dostarczyły informacji, które mogą uzupełnić ustalenia z badań na gryzoniach i badań in vitro. Badania na zwierzętach NHP wykazały również, że wrodzona odpowiedź immunologiczna może wystąpić po podaniu do tkanek wcześniej uznawanych za stosunkowo uprzywilejowane pod względem odporności, co podkreśla potrzebę uwzględnienia mechanizmów odpornościowych specyficznych dla drogi- i tkanki- podczas opracowywania wektorów.

Badania NHP mogą dostarczyć ważnych informacji mających zastosowanie w procesie opracowywania terapii chorób neurologicznych opartych-na AAV. Oprócz oceny dystrybucji wektorów i ekspresji transgenów badania NHP można wykorzystać do zbadania procedur podawania, zależności dawka-odpowiedź, biomarkerów i odpowiedzi immunologicznych.

Przy wyborze serotypu AAV, drogi podawania, dawki i punktów końcowych badania należy kierować się celem terapeutycznym i celami rozwoju. Oczekuje się, że żaden pojedynczy wektor ani strategia podawania nie będzie optymalna w przypadku wszystkich chorób neurologicznych. Różnice w komórkach docelowych, rozmieszczeniu anatomicznym, mechanizmie choroby i wymaganym poziomie ekspresji genów mogą znacząco wpłynąć na odpowiednie podejście.

Terapia genowa oparta na AAV-ma znaczny potencjał w leczeniu chorób neurologicznych, ale skuteczne dostarczanie leków do OUN i zarządzanie odpowiedziami immunologicznymi pozostają poważnymi wyzwaniami. Badania NHP mogą pomóc w scharakteryzowaniu tych czynników w modelu o odpowiednich cechach anatomicznych, fizjologicznych i immunologicznych.

Badania nad podaniem CED, dooponowo i do komór mózgowych wykazały, że zarówno droga dostarczania, jak i kapsyd AAV mogą wpływać na dystrybucję i celowanie komórkowe wektorów terapeutycznych. Jednocześnie dalsze badania nad odpowiedziami immunologicznymi i inżynierią wektorów będą ważne dla poprawy bezpieczeństwa i trwałości terapii genowych OUN.

Dobrze-zaprojektowane badania NHP mogą zatem dostarczyć cennych danych translacyjnych, które pomogą w optymalizacji podejść opartych na AAV-przed opracowaniem klinicznym.

Skontaktuj się z Prisys Biotech