Kwasy nukleinowe jako leki Cz. II – nośniki terapeutycznego DNA

Technologie transferu genów w somatycznej terapii genowej

Wektory adenowirusowe Dwuniciowe DNA, ok.36 kpz. geny kodujące białka regulatorowe indukujące replikację wirusa; geny kodujące białka kapsydu; kapsyd wektor I generacji - delecja w regionie kodującym białko niezbędne do replikacji; wektor II generacji - delecja w regionie kodującym białka ulegające ekspresji przed replikacją; wektor III generacji - najmniej immunogenne, ponieważ nie zawierają praktycznie żadnych sekwencji wirusowych. nie następuje integracja chromosomalna (łatwość eliminacji, ale brak niebezpieczeństwa mutagenezy insercyjnej); można transfekować komórki nieproliferujące (np. neurony lub hepatocyty), także in vivo.

Wektory retrowirusowe Genom - jednoniciowy RNA; cykl życiowy jest stosunkowo złożony; lipidowa otoczka; rozpoznają swoiste receptory na powierzchni infekowanych komórek;

Wektory retrowirusowe Geny wirusowe zastąpione genami terapeutycznymi – wirus nie ulega dalszej replikacji w komórkach docelowych; po wniknięciu, RNA jest przepisywane na DNA i odwrotny transkrypt jest wbudowywany w genom gospodarza w trakcie mitozy; transgen do 10 kpz duża wydajność transfekcji długotrwała ekspresja transgenu; ryzyko wystąpienia mutacji insercyjnych i aktywacji onkogenów; wprowadzanie do komórek dzielących się; głównie ex vivo.

Wektory lentiwirusowe Należą do rodziny retrowirusów; najczęściej stosowany wektor na bazie wirusa HIV-1; usuwa się materiał odpowiedzialny za właściwości patogenne;

Wektory lentiwirusowe Zdolność do infekowania limfocytów; aktywnie transportowane do jądra komórkowego przez pory jądrowe; możliwość stosowania w komórkach nie dzielących się; dodanie glikoproteiny G z wirusa VSV daje możliwość wprowadzania zrekombinowanych wirusów do innych typów komórek, w sposób in vivo.

Wirusy towarzyszące adenowirusom (AAV) Należą do parwowirusów; nie są patogenne genom AAV - jednoniciowy DNA liczący ok. 5 kpz.; Potrzebna koinfekcja wirusem pomocniczym – adenowirusem lub wirusem opryszczki; gen rep - integracja latencyjna DNA wirusa z sekwencjami znajdującymi się na dłuższym ramieniu 19 chromosomu - nie indukują odpowiedzi immunologicznej; ekspresja trwa bardzo długo; - łączą zalety wektorów retrowirusowych – zdolność do integracji z genomem komórki i wektorów adenowirusowych – transdukcja komórek nie dzielących się.

Wirus opryszczki typu pierwszego HSV-1 Dwuniciowy DNA, duży genom - (152 kpz), zawierający 84 geny, replikacja zachodzi nawet po usunięciu połowy z nich; możliwość wprowadzenia bardzo długich transgenów w różne miejsca wektora; nie integruje się do genomu; infekuje szeroki zakres komórek; neurotropizm.

Wirus opryszczki typu pierwszego HSV-1 Defektywne mutanty z delecją w genach odpowiedzialnych za występowanie cyklu litycznego. Wektory takie nie są cytotoksyczne i są zdolne do przechodzenia w stan podobny do latencji w neuronach i innych tkankach; Wektory warunkowo replikujące się, z delecją kilku genów - zakażają wybrane komórki.

Hybrydowe wektory wirusowe Kombinacja adenowirusów z wektorami AAV - genom AAV zamykany w kapsydzie adenowirusa. Uzyskuje się zdolność do integracji z genomem komórki docelowej w określonym miejscu, dzięki genowi rep. Wektory łączące elementy adenowirusów i retrowirusów – w kapsydzie adenowirusa z materiałem retrowirusa. Otrzymuje się dużą wydajność transdukcji i zdolność integracji z genomem komórki docelowej.

Idealny wektor wirusowy Łatwość wyprodukowania w dużych ilościach, a także zachowanie trwałości podczas transportu i przechowywania; utrzymywanie ekspresji transgenu na stałym poziomie lub precyzyjna regulacja; brak odpowiedzi immunologicznej; duża pojemność wprowadzania genów; integracja z genomem w ściśle określonym miejscu; zdolność wprowadzania materiału genetycznego do szerokiego zakresu komórek dzielących się i nie dzielących się.

Nośniki niewirusowe Składają się z syntetycznych związków chemicznych lub wysoko oczyszczonych substancji pochodzenia naturalnego; nie ma tu ryzyka aktywacji onkogenów; mniejsza wydajność transferu związana z ujemnym ładunkiem plazmidowego DNA i jego wielkością – potrzebna kondensacja w cząsteczkach nośnika.

Somatyczna terapia genowa – nośniki polipeptydowe

Somatyczna terapia genowa - nośniki

Somatyczna terapia genowa - nośniki

Terapia genowa Przykłady eksperymentalnych terapii wykazujących wysoką skuteczność wprowadzanie genu kodującego czynnik wzrostowy VEGF-2 lub FGF-2 bezpośrednio do komórek mięśnia sercowego pacjentów z zawansowaną niestabilną chorobą wieńcową. Efekt – indukcja neoangiogenezy. zastosowanie wirusa Onyx-015 jako pomocniczego czynnika terapeutycznego u pacjentów z rakiem krtani. Wirus selektywnie rozpoznaje i niszczy komórki ze zmutowanym białkiem p53 (45 – 70% w komórkach raka krtani). zastosowanie adenowirusów przenoszących gen TIMP-3 (koduje Tkankowy Inhiibitor Metaloproteinazy-3), dla zapobiegania nawrotom arteriosklerozy u pacjentów po zabiegach angioplastyki. zastosowanie rekombinowanych genów kodujących czynniki krzepliwości VIII lub IX w AAV jako nośniku, dla leczenia hemofilii. Gen kodujący czynnik VIII w wersji skróconej.