Исследователи определили, что GPR108, рецептор, связанный с G-белком, служит молекулярным «замком» для клетки. GPR108 требуется для большинства AAV, включая те, которые используются в одобренных генных терапиях, чтобы получить доступ к клетке.
Поскольку получение доступа к клеткам является критическим шагом в обеспечении генной терапии, это открытие может предоставить важную информацию, которая однажды позволит ученым лучше объяснять, предсказывать и, в конечном итоге, направлять перенос генов AAV в определенные ткани.
Исследование было недавно опубликовано в журнале Molecular Therapy.
«В течение многих лет мы знали, что передача гена AAV очень эффективна, но нам еще предстоит узнать, как это достигается и почему некоторые типы AAV функционируют иначе, чем другие», – сказал старший автор исследования Люк Ванденберг, доктор философии, директор Grousbeck Gene Therapy.
Центр массы. Глаз и ухо, доцент офтальмологии Гарвардской медицинской школы. «Мы определили молекулярный« замок »для клетки, который позволяет векторам AAV, несущим соответствующий« ключ », получить доступ к клетке.
Это открытие может позволить ученым лучше направлять перенос генов AAV в ткани-мишени для лечения конкретных генетических заболеваний."
Несколько типов AAV проходят клинические испытания при заболеваниях, поражающих глаза, мышцы и нейроны. Luxturna ™ и Zolgensma ™, недавно одобренные U.S. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, представляет собой генную терапию AAV для лечения слепоты и нервно-мышечных заболеваний.
Тем не менее, точный механизм, с помощью которого этот новый класс медицины осуществляет перенос генов, остается малоизученным.
Неизвестные AAV-терапии: переход через овраг в тренажерном зале в джунглях
Генная терапия впервые появилась как область около 50 лет назад, но только в последнее десятилетие ученые добились прогресса в доставке генетического материала к клеткам-мишеням через AAV.
Несмотря на недавние успехи в исследованиях AAV, ученые были ограничены в своих возможностях создавать и тестировать дополнительные методы лечения, потому что механизм действия был неясен.
Доктор.
Ванденберге говорит, что применение генетической терапии AAV в клетке похоже на пересечение оврага с использованием обезьяньих брусьев в тренажерном зале в джунглях. Каждый столбик – это клеточный фактор, на который полагается AAV, чтобы в конечном итоге попасть в ядро клетки. Примечательно, что несколько лет назад исследователи из Стэнфорда идентифицировали одну важную перекладину в высококонсервативном рецепторе входа AAV под названием AAVR.
«Наше новое исследование определяет второй необходимый клеточный кофактор, который может позволить нам лучше спроектировать эти векторы для конкретных целей», – сказал д-р. Vandenberghe.
Результаты могут продвинуть вперед область генетической терапии
В текущем исследовании исследователи использовали инструмент скрининга CRISPR для всего генома, чтобы посмотреть на 100 000 генов и определить, какие клетки играют роль в нацеливании на AAV. Они определили GPR108 как высококонсервативный фактор входа, необходимый для входа всех протестированных вариантов AAV, кроме одного, сильно дивергентного AAV5. Было показано, что GPR108 имеет решающее значение для большинства AAV, которые в настоящее время изучаются клинически, включая AAV, используемые в двух одобренных FDA генных терапиях.
По словам ведущего автора исследования Аманда М. Дудек, доктор философии, завершивший это исследование в Mass.
Глаз и ухо, сейчас работает докторантом в Стэнфордском университете.
«Наше исследование проливает свет на механистическую роль GPR108 в создании AAV. «Обладая этими знаниями, ученые могут еще больше углубить свое понимание безопасности генной терапии AAV, нацеливания на гены и других свойств этого нового класса лекарств», – сказал Дудек.
Доктор. Команда Ванденберга планирует продолжить изучение этого механизма и биологии AAV в надежде оптимизировать эти векторы для лечения. Их команда работает над разработкой векторов, нацеленных на конкретные генетические заболевания глаз, такие как пигментный ретинит и синдром Ашера.
«Генная терапия глазных заболеваний является основным направлением нашей исследовательской миссии в Массачусетсе, проводящей исследования глаз и ушей, где наша цель – положить конец слепоте. Эта последняя работа доктора. «Vandenberghe и его коллеги – это крупный прорыв в нашем понимании вирусных векторов, и они будут направлять дальнейшее развитие этого многообещающего класса методов лечения AAV», – сказала Джоан В. Миллер, доктор медицины, начальник отделения офтальмологии Массачусетской глазной и ушной больницы и Массачусетской больницы общего профиля и кафедра офтальмологии, а также профессор офтальмологии Дэвида Гленденнинга Когана в Гарвардской медицинской школе.
Финансирование исследования осуществляется при поддержке Национальных институтов здравоохранения (NIH R01 AI130123, Lonza Houston и Giving Grousbeck Fazzalari).
В дополнение к доктору.
Ванденберге и Дудек, авторы исследования: Нерея Забалета, Эрик Зинн, Сирика Пиллэй, Джеймс Зенгел, Кэрин Портер, Дженнифер Сантос Франческини, Рейнетт Эстелиен и Ян Э. Каретт на кафедре микробиологии и иммунологии Стэнфордского университета и Го Лин Чжоу из Центра вычислительной и интегративной биологии Массачусетской больницы общего профиля.