Анелловекторы — новая платформа для доставки генов в ткани человека

Сотрудники компании Ring Therapeutics (Кембридж, Массачусетс) опубликовали препринт на bioRxiv, в котором описали первую систему доставки, основанную на комменсальном вирусе человека, — анелловектор, модифицированный вирус из семейства Anelloviridae.

Для лечения моногенных заболеваний сейчас преимущественно используются векторы на основе аденоассоциированных вирусов (AAV). Известно более десятка серотипов AAV, которые отличаются тропизмом к разным тканям. Большинство исследуемых препаратов на основе AAV нацелены на глаза, печень, мышцы и ЦНС, в то же время другие важные органы, такие как сердце, почки и легкие, значительно менее доступны для этого подхода. Дополнительное ограничение создает иммунный ответ на AAV. Примерно у 50% людей в крови есть антитела к ним, которые могут нейтрализовать генотерапевтический препарат; таких людей часто приходится исключать из клинических исследований

Anelloviridae — это семейство безоболочечных вирусов позвоночных с кольцевым одноцепочечным (-)-ДНК-геномом. Они присутствуют в человеческом вироме, встречаются в различных тканях организма, не вызывают гуморального иммунного ответа и считаются непатогенными. Широкое разнообразие аннеловирусов указывает на то, что для них могут быть доступны мишени, в которые сложно осуществлять доставку с помощью для AAV. Все эти свойства делают анелловирусы привлекательными кандидатами на роль генотерапевтических векторов.

Основой для создания аннеловектора послужил вирус nrVL4619, относящийся к роду Betatorquevirus и впервые обнаруженный в ткани глаза человека. Сотрудники Ring Therapeutics создали конструкцию для производства вектора, которую назвали Self-Amplifying Trans-complementation of a Universal Recombinant aNellovector (SATURN). Система состоит из трех плазмид: собственно вектора, вспомогательной плазмиды, экспрессирующей рекомбиназу Cre, и самореплицирующейся плазмиды (SRR), которая обеспечивает продукцию вирусных белков, необходимых для репликации и упаковки вирусных геномов в капсиды.

В векторной плазмиде, как и в большинстве зрелых вирусных векторных систем, отсутствуют вирусные кодирующие последовательности, она содержит только терапевтический либо репортерный трансген и некодирующие вирусные цис-элементы, необходимые для репликации и упаковки ДНК, а также сайты lox. Кодирующие элементы перенесены в SRR. Рекомбинация на основе Cre-lox обеспечивает создание кольцевых геномов. Авторы провели трансфекцию трех плазмид в клеточную линию Т-лимфобластов MOLT-4 и убедились, что вектор с геном зеленого флуоресцентного белка (eGFP) успешно продуцируется.

 Принцип работы платформы SATURN для производства анелловектора. Credit:  Ring Therapeutics

Затем авторы показали, что система SATURN может упаковывать одноцепочечный векторный геном одного бетаторкевируса в капсиды нескольких видов бетаторкевирусов, в том числе отдаленно родственных. Это значит, что новая векторная платформа может использовать преимущества замечательного разнообразия анелловирусов.

Анелловектор ANV.eGFP доставлял ген зеленого флуоресцентного белка in vitro в клетки пигментного эпителия сетчатки. Функцию ANV.eGFP также изучили in vivo — его вводили субретинально в глаз мышам и наблюдали в сетчатке экспрессию вектора и мРНК eGFP. Экспрессия трансгена оставались стабильной до 9 месяцев. При введении вектора в желудочки головного мозга экспрессия наблюдалась и в мозге, причем она была сравнима с той, которую удалось достичь с помощью аналогичной дозы аденоассоциированного вируса 9 (AAV9). Авторы отмечают, что морфология клеток, положительных по ANV.eGFP, не изменялась, в отличие от клеток, положительных по AAV9.eGFP. Это многообещающий результат, так как он указывает на потенциальную применимость анелловирусных векторов для лечения заболеваний центральной нервной системы.

По мнению разработчиков, анелловекторы обладают огромным потенциалом как средства доставки генотерапевтических конструкций. Платформа SATURN позволяет воспользоваться огромным разнообразием анелловирусов, обитающих в тканях человеческого тела, для создания векторов с тропизмом к нужным мишеням и при этом неиммуногенных. Недавно авторы описали платформу Anelloscope, с помощью которой обнаружили тысячи аннеловирусных последовательностей в геноме человека.

Генная терапия гигантской аксональной нейропатии безопасна и эффективна при высоких дозах вектора