Rekombinantní plazmidy jsou důležitým vektorem v oblasti buněčné a genové terapie (CGT), který lze použít jako např.
- DNA terapie (Nahá plasmidová DNA pro terapii) - Nahý plasmid jako vektor genové exprese, jako alternativa k proteinové/enzymové substituční terapii.
- DNA vakcíny pro profylaktické a terapeutické použití - Plazmid jako genový vektor, který exprimuje antigeny z virů, bakterií nebo rakovinných buněk.
- Výchozí materiály pro produkci virového vektoru - Rekombinantní plazmidy mohou být použity k produkci lentiviru (LV) a adeno-asociovaného viru (AAV) pro virovou vektorovou vakcínu, genovou terapii nebo editaci genu.
- Výchozí materiály pro produkci mRNA/circRNA – Linearizovaný plazmid jako templáty pro transkripci in vitro jsou klíčovými materiály pro vakcíny nebo léky mRNA/circRNA.
1 Nahá plazmidová DNA
1.1 Nahá plazmidová DNA pro lidské použití
Léky pro genovou terapii, které jsou v současné době na trhu, používají primárně virové vektory, jako jsou AAV a LLV. Výzkum však uvádí, že genová terapie angiogenních faktorů zprostředkovaná virovými nebo buněčnými vektory může vést k tvorbě vaskulárních nádorů v myších srdcích. Aby se zabránilo prodloužené expresi angiogenních faktorů, použití nahých plazmidů s plazmidovou DNA jako vektoru pro genovou terapii exprimuje in vivo nižší hladinu cílového proteinu a považuje se za výhodnou volbu.
Primárním vývojovým zaměřením nahých plasmidových terapeutik je proto genová terapie angiogenních faktorů. V současnosti existují celkem dva schválené léčiva nahého plazmidu pro humánní použití na celém světě: Neovasculgen, uvedený na trh v Rusku v roce 2011, a Collategene, uvedený na japonský trh v roce 2019. Několik dalších léčiv s nahými plazmidy je v současné době ve fázi II- III klinická stádia. Mezi kódující geny patří HGF, VEGF-A, SDF-1 (CXCL12) a další.
1.2 Nahá plazmidová DNA pro zvířecí použití
Různé formy humánních léků, DNA vakcíny byly úspěšnější pro použití u zvířat, včetně veterinárních a domácích zvířat.
Tabulka 1. Licencovaná DNA terapie pro použití u lidí a zvířat
editaci videa
|
Produkt
|
Druh
|
Cíl
|
indikace
|
Společnost
|
Datum licence/země
|
Genová terapie
|
Neovasculgen, Cambiogenplasmid, PI-VEGF165
|
Člověk
|
VEGF-A
|
CLI, kritická ischemie končetiny
|
Institut lidských kmenových buněk
|
2011/ Rusko
|
Genová terapie
|
Kolategen, beperminogenní perplasmid, AMG0001
|
Člověk
|
Hgf
|
CLI, kritická ischemie končetiny
|
AnGes
|
2019/Japonsko
|
Genová terapie
|
LifeTideSW5
|
Svině
|
Prasečí hormon uvolňující růstový hormon (GHRH)
|
Zvyšte počet odstavených selat.
|
VGX Zdraví zvířat
|
2008/Austrálie
|
Rakovinová imunoterapie
|
Oncept
|
Polodivocí psi
|
Tyrosináza
|
Orální maligní melanom (OMM)
|
Merial, Boehringer Ingelheim Zdraví zvířat
|
2010/USA
|
Antimikrobiální látky
|
Zelnate
|
Hovězí
|
Čeká na aktualizaci
|
Respirační onemocnění skotu (BRD) způsobené Mannheimia haemolytica
|
Diamond Animal Health, Bayer
|
2013/USA
|
2 DNA vakcína
Obr. 1. Vývoj DNA vakcín
2.1 DNA vakcína pro humánní použití
Nízká imunogenicita u lidí stále představuje velkou výzvu pro aplikaci DNA vakcíny navzdory pokroku na zvířecích modelech.
Kromě toho výzkum DNA vakcín proti infekčním chorobám, jako je HIV, tuberkulóza a malárie, podnítil v následujících letech vývoj různých optimalizačních strategií.
Tabulka 2. Licencované DNA vakcíny pro humánní použití
použití
|
Jméno značky
|
Cíl/indikace
|
Fáze
|
Společnost
|
Profylaktická vakcína
|
ZyCoV-D
|
Spike-protein; SARS-CoV-2
|
Povolení k nouzovému použití v Indii
|
Zydus Cadila
|
2.2 DNA vakcína pro použití u zvířat
DNA vakcíny ve veterinárních aplikacích zaznamenaly velký pokrok, protože různé produkty získaly licence pro infekční onemocnění, jako je imunoterapie rakoviny a aplikace genové terapie.
Tabulka 3. Licencované DNA vakcíny pro zvířecí použití
použití
|
Jméno značky
|
Druh
|
Cíl/indikace
|
Společnost
|
Datum licence/země
|
Profylaktická vakcína
|
Inovátor západního Nilu
|
Koně
|
West Nile Virus (WNV)
|
USA CDC, Fort Dodge Animal Health
|
2005/USA
|
Apex-IHN
|
Losos
|
Virus infekční hematopoetické nekrózy (IHNV)
|
Zdraví zvířat Novartis
|
2005/Kanada
|
Clynav
|
Losos
|
Salmon alphavirus podtyp 3 (SAV3)
|
Zdraví zvířat Elanco
|
2016 / EU
|
ExactVac
|
Drůbež
|
Ptačí chřipka A (H5N1)
|
AgriLabs
|
2017/USA
|
3 Plazmidová DNA jako materiály pro produkci mRNA nebo virového vektoru
mRNA a cirkulární mRNA (circRNA) byly široce používány ve výzkumu vývoje vakcín. Linearizovaná plazmidová DNA slouží jako nezbytný transkripční templát pro IVT mRNA, usnadněný T7 RNA polymerázou.
Virový vektor vyniká jako nejúčinnější metoda pro přenos genů, umožňuje cílenou modifikaci specifických typů buněk nebo tkání a umožňuje manipulaci za účelem exprese terapeutických genů. Při produkci virových vektorů hraje zásadní roli plazmidová DNA.
Yaohai Bio-Pharma nabízí jednorázové CDMO řešení pro plazmidovou DNA
Reference:
[1] Pagliari S, Dema B, Sanchez-Martinez A, Montalvo Zurbia-Flores G, Rollier CS. DNA vakcíny: historie, molekulární mechanismy a budoucí perspektivy. J Mol Biol. 2023. prosince 1;435(23):168297. doi: 10.1016/j.jmb.2023.168297.