Development of improved AAV vectors for targeted gene transfer into endothelial cells and smooth muscle cells

Die verschiedenen Serotypen der AAVs weisen einen natürlichen Gewebetropismus auf, der durch ihre spezifische Kapsidstruktur bedingt ist und es ihnen ermöglicht, an unterschiedliche Rezeptoren binden und so in die Zelle aufgenommen zu werden. Diese Bindungsstellen stellen ein Ziel für genetische Modifikationen dar, durch die die Kapsidoberfläche verändert und ein alternativer Gewebetropsimus vermittelt werden kann. Dadurch könnte ein Vektor verstärkt in dem gewünschten Gewebe Transgen-Expression vermitteln, was durch natürlich vorkommende Serotypen nicht erreicht werden könnte. In dieser Arbeit wurden durch Heptamer-Insertionen in spezifische Regionen des Kapsid-Gens hochdiverse Bibliotheken aus zahlreichen Kapsidvarianten erstellt, die ein willkürliches Peptid an der Oberfläche exprimieren. Diese Bibliotheken wurden für Selektionen in vitro, sowie auf murinen Aorten. Vektoren, die die Zellen oder das Gewebe transduziert haben, wurden isoliert, um eine neue ‚selektierte‘ Kapsid-Bibliothek zu erstellen, die für weitere Selektionsrunden verwendet wurde. Durch diesen Selektionsprozess wurden neue Kapsid-Varianten der Serotypen 5 und 9 identifiziert, die eine verstärkte Transduktion von Endothelzellen und glatten Muskelzellen gezeigt haben. Die Barcodierung der Vektoren in Kombination mit einer NGS-basierten Auswertung ermöglichte umfangreiche Screenings der Vektoren. Erstmalig wurde eine Selektion von Kapsid-Bibliotheken, sowie das Screening von barcodierten AAV Bibliotheken durch eine lokale Applikation mittels Hydrofilmen in der Maus und im Schwein durgeführt. Als Höhepunkt gelang es, mit zwei der AAV9-Varianten einen erfolgreichen Gentransfer in humanem Aorten Gewebe ex vivo durchzuführen. Dies stellt eine vielversprechende Grundlage für zukünftige klinische Anwendungen der Vektoren dar.

 

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Schröder, L.C., 2025. Development of improved AAV vectors for targeted gene transfer into endothelial cells and smooth muscle cells.
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