Воздействие возраста и конструкции вектора на экспрессию трансгенов в стриатуме и черной субстанции

Разработчики

Николь К. Полински, Фредерик П. Манфредссон, Катрина Л. Помье, Кэрил Э. Сортвелл и др.

Описание технологии

Технология разрабатывает новый оригинальный подход к лечению ассоциированных с возрастом и дегенеративных заболеваний. Терапевтическое доставка белка с использованием вирусных векторов оказалась перспективной для использования в доклинических моделях болезни Паркинсона (БП), но для клинических испытаний такой успех пока не достигнут. Возможно отчасти это происходит из-за неудачных попыток включить в них преклонный возраст в качестве ковариаты, несмотря на то, что старение является основным фактором риска для БП.

При разработке данной технологии была исследована экспрессия трансгена вследствие внутримозговых инъекций рекомбинантного адено-ассоциированного вируса псевдотипов 2/2 (rAAV2/2), 2/5 (rAAV2/5), 2/9 (rAAV2/9) и лентивируса, экспрессирующих зеленый флуоресцентный белок (GFP), старым и молодым взрослым крысам в сравнении. Оба псевдотипа rAAV2/2 и rAAV2/5 продемонстрировали более низкую экспрессию GFP после инъекции либо в стриатуме, либо в черной субстанции старых крыс. rAAV2/9-опосредованная экспрессия GFP был недостаточной в стриатонигральной системе старых крыс, но экспрессия трансгена в нигростриатной системе была идентична для разных возрастов. И у молодых, и у старых крыс наблюдались эквивалентные уровни GFP после инъекции лентивируса в стриатонигральную систему, но отмечался недостаток GFP доставленного с помощью лентивируса по сравнению с доставкой GFP в нигростриатную систему старых крыс. Следует отметить, что обусловленный старением дефицит экспрессии трансгенов, выявленный на основании количественного содержания белка плохо предсказывался путем подсчета GFP-иммунореактивных клеток. Кроме того, при in situ гибридизации вирусного промотора CβA неожиданно был отмечен ограниченный тропизм для астроцитов по сравнению с нейронами. Полученные результаты говорят о том, что старение является одной из важнейших независимых переменных, которую необходимо учитывать при разработке подходов для генной терапии БП.

Практическое применение

Эффекты вектора rAAV9, которые лежат в основе этой технологии, такие как процесс индукции адаптивного иммунного ответа и последующая гибели нейронов, которая связана с этим вектором при доставке с его помощью потенциально антигенных белков, могут быть использованы для создания новых генно-терапевтических подходов для лечения заболеваний, связанных с возрастом.

Способность rAAV9 пересекать гематоэнцефалический барьер и, возможно, удаляться из такней мозга после интрапаренхиматозной инъекции может также быть важным фактором. Вполне вероятно, что изменение промотора, трансгена, основной цепи вектора или титра может направленно изменять эти параметры и улучшать профиль безопасности вектора rAAV9 для использования его в генной терапии нейродегенеративных заболеваний.

Влияние возраста на эффективность вирусного вектора трансдукции является чрезвычайно важным фактором, поскольку эффективная трансдукция будет необходима для функционально-значимой генной терапии возрастных нейродегенеративных заболеваний.

Лаборатории

• Department of Translational Science and Molecular Medicine, Michigan State University, Grand Rapids, (USA)
• Neuroscience Graduate Program, Michigan State University, East Lansing, (USA)
• Mercy Health Saint Mary’s, Grand Rapids, (USA)

Ссылки

Публикации

• Polinski, N.K. et al. «Impact of age and vector construct on striatal and nigral transgene expression." 3 Mol Ther Methods Clin Dev. (2016): 16082.
• Polinski, N.K. et al. «Recombinant adenoassociated virus 2/5-mediated gene transfer is reduced in the aged rat midbrain." 36 Neurobiol Aging, (2015): 1110–1120.
• Collier, T.J. et al. «Interrogating the aged striatum: robust survival of grafted dopamine neurons in aging rats produces inferior behavioral recovery and evidence of impaired integration." 77 Neurobiol Dis, (2015): 191–203.