Les plasmides recombinants sont un vecteur important dans le domaine de la thérapie cellulaire et génique (CGT), qui peuvent être utilisés comme,
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Thérapie par ADN (ADN plasmidique nu pour la thérapie) - Plasmide nu en tant que vecteur d'expression génique, comme alternative à la thérapie de remplacement de protéines/enzymes.
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Vaccins à ADN à usage préventif et thérapeutique - Plasmide en tant que vecteur génique, qui exprime des antigènes provenant de virus, de bactéries ou de cellules cancéreuses.
- Matériaux de départ pour la production de vecteurs viraux - Les plasmides recombinants peuvent être utilisés pour produire du lentivirus (LV) et du virus adéno-associé (AAV) pour les vaccins à vecteurs viraux, la thérapie génique ou l'édition génétique.
- Matériaux de départ pour la production d'ARNm/circARN - Le plasmide linéarisé, utilisé comme modèle pour la transcription in vitro, est un matériau clé pour les vaccins ou médicaments à base d'ARNm/circARN.
1 ADN plasmidique nu
1.1 ADN plasmidique nu destiné à l'usage humain
Les médicaments de thérapie génique actuellement sur le marché utilisent principalement des vecteurs viraux tels que l'AAV et l'LLV. Cependant, des recherches ont signalé que la thérapie génique par facteurs angiogéniques médiée par des vecteurs viraux ou cellulaires pourrait entraîner la formation de tumeurs vasculaires dans les cœurs de souris. Pour éviter une expression prolongée des facteurs angiogéniques, l'utilisation de plasmides nus avec de l'ADN plasmidique en tant que vecteur de thérapie génique exprime un niveau plus faible de protéine cible in vivo et est considérée comme une option préférable.
Par conséquent, l'axe principal du développement des thérapeutiques à base de plasmides nus est la thérapie génique par facteurs angiogéniques. À ce jour, il existe au total deux médicaments à base de plasmides nus approuvés pour une utilisation humaine dans le monde : Neovasculgen, lancé en Russie en 2011, et Collategene, introduit sur le marché japonais en 2019. Plusieurs autres médicaments à base de plasmides nus sont actuellement en phase II-III d'essais cliniques. Les gènes codants incluent HGF, VEGF-A, SDF-1 (CXCL12) et d'autres.
1.2 ADN plasmidique nu pour usage animal
Contrairement aux médicaments humains, les vaccins à ADN ont été plus réussis pour une utilisation chez les animaux, y compris en médecine vétérinaire et pour les animaux de compagnie.
Tableau 1. Thérapeutiques à ADN autorisées pour l'utilisation chez l'homme et les animaux
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Application
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Produit
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Espèce
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Cible
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Indication
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Entreprise
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Date de mise sur le marché / Pays
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Thérapie génique
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Neovasculgen, Cambiogenplasmid, PI-VEGF165
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Humain
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VEGF-A
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ICL, ischémie critique des membres
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Human Stem Cell Institute
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2011 / Russie
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Thérapie génique
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Collategene, beperminogene perplasmid, AMG0001
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Humain
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HGF
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ICL, ischémie critique des membres
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AnGes
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2019/Japon
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Thérapie génique
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LifeTideSW5
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Porcs
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Hormone porcine de libération de l'hormone de croissance (GHRH)
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Augmenter le nombre de porcelets sevrés.
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VGX Animal Health
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2008/Australie
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Immunothérapie contre le cancer
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Oncept
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Chiens
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Tyrosinase
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Mélanome malin oral (MMO)
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Merial, Boehringer Ingelheim Animal Health
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2010/États-Unis
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Antimicrobiens
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Zelnate
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Bovin
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Mise à jour en attente
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Maladie respiratoire bovine (MRB) due à Mannheimia haemolytica
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Diamond Animal Health, Bayer
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2013/États-Unis
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2 vaccin à ADN
Fig 1. Développement des vaccins à ADN
2.1 Vaccin à ADN pour usage humain
L'immunogénicité faible chez les humains reste un grand défi pour l'application des vaccins à ADN malgré les progrès réalisés sur les modèles animaux.
De plus, l'exploration des vaccins à ADN contre les maladies infectieuses, telles que le VIH, la tuberculose et le paludisme, a incité au développement de stratégies d'optimisation diversifiées dans les années suivantes.
Tableau 2. Vaccins à ADN autorisés pour usage humain
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Utilisations
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Nom de marque
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Cible/Indication
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Scène
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Entreprise
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Vaccin prophylactique
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ZyCoV-D
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Protéine Spike ; SARS-CoV-2
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Autorisation d'Urgence en Inde
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Zydus Cadila
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2.2 Vaccin à ADN pour usage animal
Les vaccins à ADN dans les applications vétérinaires ont connu de grands progrès, car divers produits ont obtenu des licences pour des maladies infectieuses, telles que l'immunothérapie contre le cancer et les applications de thérapie génique.
Tableau 3. Vaccins à ADN autorisés pour usage animal
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Utilisations
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Nom de marque
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Espèce
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Cible/Indication
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Entreprise
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Date de mise sur le marché / Pays
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Vaccin prophylactique
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West Nile-Innovator
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Chevaux
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Virus du Nil occidental (WNV)
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USA CDC, Fort Dodge Animal Health
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2005/États-Unis
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Apex-IHN
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Saumon
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Virus de la nécrose hématopoïétique infectieuse (IHNV)
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Novartis Animal Health
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2005/Canada
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Clynav
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Saumon
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Sous-type 3 du virus Salmon alphavirus (SAV3)
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Elanco Animal Health
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2016/UE
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ExactVac
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Volaille
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Influenza aviaire A (H5N1)
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AgriLabs
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2017/USA
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3 Plasmid DNA en tant que matériaux pour la production d'ARNm ou de vecteurs viraux
l'ARNm et l'ARNm circulaire (circRNA) ont été largement utilisés dans les recherches sur le développement des vaccins. L'ADN plasmidique linéarisé sert de modèle de transcription requis pour l'ARNm IVT, facilité par la polymérase RNA T7.
Le vecteur viral se distingue comme étant la méthode la plus efficace pour le transfert de gènes, permettant la modification ciblée de types cellulaires ou de tissus spécifiques et permettant des manipulations pour exprimer des gènes thérapeutiques. Dans la production de vecteurs viraux, l'ADN plasmidique joue un rôle crucial.
Yaohai Bio-Pharma propose une solution CDMO complète pour l'ADN plasmidique
Référence :
[1] Pagliari S, Dema B, Sanchez-Martinez A, Montalvo Zurbia-Flores G, Rollier CS. Vaccins à ADN : Histoire, Mécanismes Moléculaires et Perspectives Futures. J Mol Biol. 2023 déc. 1;435(23):168297. doi: 10.1016/j.jmb.2023.168297.
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