Evoluzione della Terapia Genica: Nuovi DNA e Ottimizzazione

Nel campo delle applicazioni del DNA, il DNA plasmidico (pDNA) è sempre stato molto apprezzato grazie alla sua eccezionale stabilità, facilità di produzione, stoccaggio e trasporto. Tuttavia, mano a mano che la ricerca scientifica prosegue, una serie di nuovi tipi di DNA, come il Minicircle DNA (mcDNA), Doggybone DNA (dbDNA) e Close-Ended DNA (ceDNA), sono gradualmente emersi, aprendo nuove strade per la terapia genica e altri campi all'avanguardia.

mcDNA

il mcDNA deriva dal processo di ricombinazione dei plasmidi genitori, con l'eliminazione degli elementi batterici mentre si mantiene la struttura circolare. Il suo processo di preparazione dipende da attività enzimatiche specifiche, come l'integrasi φC31, raggiungendo un'efficienza di ricombinazione più alta. Una caratteristica notevole del mcDNA è l'assenza di sequenze batteriche, consentendogli di utilizzare piccoli vettori DNA, migliorando così l'espressione genica.

dbDNA

il dbDNA ha una conformazione a doppia elica chiusa, con piccoli anelli singolo filamento ai due estremi ed è completamente privo di sequenze batteriche e geni di resistenza agli antibiotici. La sua dimensione minore facilita un più facile trasferimento all'interno delle cellule e dei nuclei, mostrando una completa resistenza alle核酸asi. La forma iniziale del dbDNA contiene solo gli elementi necessari per l'espressione genica, escludendo le sequenze superflue, il che gli conferisce potenti capacità di trasfezione genica e livelli più alti di espressione proteica.

ceDNA

ceDNA è un costrutto di DNA ingegnerizzato, doppio filamento, lineare e chiuso covalentemente alle estremità, che contiene il gene di interesse e altri elementi regolatori dell'espressione. Le sue estremità sono ripetizioni terminali invertite (ITR), che forniscono una capacità di costrutto di migliaia di basi, superando di gran lunga i limiti dei vettori tradizionali adeno-associazione virale (AAV). La struttura ITR del ceDNA è fondamentale per l'ingresso nel nucleo, e il suo modello di espressione è coerente con gli episomi non integrati. Inoltre, il processo di preparazione del ceDNA è rapido e economico, rendendolo adatto per la ricerca in terapia genica nei campi delle malattie rare, vaccini e oncologia.

Ottimizzazione del DNA

In termini di ottimizzazione del DNA, i ricercatori migliorano l'espressione dei geni transgenici ottimizzando i componenti intrinseci del DNA plasmidico. Contemporaneamente, i marcatori di selezione vengono sostituiti, ad esempio sostituendo l'ampicillina con la kanamicina, per ridurre i rischi autoimmune. Inoltre, viene utilizzato anche il sistema di selezione della saccharosio per sostituire i marcatori di selezione tradizionali. In termini di ottimizzazione dei codoni, i ricercatori migliorano i livelli di espressione proteica alterando l'uso dei codoni, considerando appieno la preferenza dell'ospite per l'espressione della sequenza genica. Durante il processo di ottimizzazione, i ricercatori devono inoltre prestare attenzione al bias dei codoni, alla stabilità della struttura secondaria dell'mRNA, all'evitazione degli elementi trans-attivi e dei siti degli enzimi a riconoscimento specifico, nonché al bilanciamento del contenuto di GC.

In sintesi, lo sviluppo di nuovi tipi di DNA e l'ottimizzazione del DNA hanno offerto nuove opportunità e sfide per settori come la terapia genica. Yaohai Bio-Pharma ha creato piattaforme di produzione GMP sia per plasmidi circolari che linearizzati. Yaohai può inoltre fornire sviluppo e ottimizzazione dei processi per diversi tipi di DNA, inclusi questi nuovi tipi di DNA, soddisfacendo le diverse esigenze dei clienti.

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