Evolution der Gentherapie: Neue DNA und Optimierung

Im Bereich der DNA-Anwendungen war Plasmid-DNA (pDNA) aufgrund ihrer außergewöhnlichen Stabilität sowie der einfachen Herstellung, Lagerung und Transportfähigkeit schon immer sehr beliebt. Mit dem Fortschreiten der wissenschaftlichen Forschung sind jedoch nach und nach eine Reihe neuer DNA-Typen wie Minicircle-DNA (mcDNA), Doggybone-DNA (dbDNA) und Close-Ended-DNA (ceDNA) aufgetaucht, die neue Möglichkeiten für die Gentherapie und andere hochmoderne Bereiche eröffnen.

mcDNA

mcDNA wird durch den Rekombinationsprozess von Elternplasmiden gewonnen, wobei bakterielle Elemente entfernt werden, die kreisförmige Struktur jedoch erhalten bleibt. Der Herstellungsprozess beruht auf spezifischen enzymatischen Aktivitäten wie der φC31-Integrase, wodurch eine höhere Rekombinationseffizienz erreicht wird. Ein bemerkenswertes Merkmal von mcDNA ist das Fehlen bakterieller Sequenzen, wodurch sie auf kleine DNA-Träger angewiesen ist und dadurch die Genexpression verbessert.

dbDNA

dbDNA hat eine geschlossene doppelsträngige Konformation mit kleinen einzelsträngigen Schleifen an beiden Enden und ist völlig frei von bakteriellen Sequenzen und Antibiotikaresistenzgenen. Seine geringere Größe erleichtert den Transport in Zellen und Kerne und weist gleichzeitig eine vollständige Nukleaseresistenz auf. Die ursprüngliche Form von dbDNA enthält nur die für die Genexpression notwendigen Elemente und lässt unnötige Sequenzen aus. Dadurch verfügt sie über leistungsstarke Gentransfektionsfähigkeiten und höhere Proteinexpressionsniveaus.

DNA-Sequenzierung

ceDNA ist ein künstlich hergestelltes doppelsträngiges, lineares DNA-Konstrukt mit kovalent geschlossenen Enden, das das Zielgen und andere expressionsregulierende Elemente enthält. Seine Enden sind invertierte terminale Wiederholungen (ITR), die eine Konstruktkapazität von Tausenden von Basen bieten und damit die Grenzen herkömmlicher Adeno-assoziierter Virusvektoren (AAV) bei weitem überschreiten. Die ITR-Struktur von ceDNA ist für das Eindringen in den Zellkern entscheidend, und sein Expressionsmuster entspricht nicht integrierten Episomen. Darüber hinaus ist der Herstellungsprozess von ceDNA schnell und kostengünstig, sodass es sich für die Gentherapieforschung in Bereichen wie seltene Krankheiten, Impfstoffe und Onkologie eignet.

DNA-Optimierung

Im Rahmen der DNA-Optimierung steigern Forscher die Expression transgener Gene, indem sie die intrinsischen Komponenten der Plasmid-DNA optimieren. Gleichzeitig werden Selektionsmarker ersetzt, beispielsweise indem Ampicillin durch Kanamycin ersetzt wird, um das Autoimmunrisiko zu senken. Darüber hinaus wird das Saccharose-Selektionssystem auch verwendet, um herkömmliche Selektionsmarker zu ersetzen. Im Rahmen der Codon-Optimierung verbessern Forscher die Proteinexpressionsniveaus, indem sie die Codon-Verwendung ändern und dabei die Präferenzen des Wirts für die Genexpression vollständig berücksichtigen. Während des Optimierungsprozesses müssen Forscher auch auf Codon-Bias, mRNA-Sekundärstrukturstabilität, Vermeidung trans-agierender Elemente und Restriktionsenzymstellen sowie auf die Ausgewogenheit des GC-Gehalts achten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Entwicklung neuer DNA-Typen und die Optimierung von DNA neue Chancen und Herausforderungen für Bereiche wie die Gentherapie mit sich gebracht haben. Yaohai Bio-Pharma hat GMP-Produktionsplattformen für zirkuläre und lineare Plasmide eingerichtet. Yaohai kann auch Prozessentwicklung und -optimierung verschiedener DNA-Typen, einschließlich dieser neuen DNA-Typen, anbieten und so den unterschiedlichen Anforderungen der Kunden gerecht werden.

Yaohai Bio-Pharma ist außerdem aktiv auf der Suche nach institutionellen oder individuellen globalen Partnern und bietet die wettbewerbsfähigste Vergütung der Branche. Wenn Sie Fragen haben, können Sie uns gerne kontaktieren: [email protected]