Evoluzione della terapia genica: nuovo DNA e ottimizzazione

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

DNA-MC

Il mcDNA deriva dal processo di ricombinazione dei plasmidi parentali, con elementi batterici rimossi mantenendo la struttura circolare. Il suo processo di preparazione si basa su attività enzimatiche specifiche, come l'integrasi φC31, ottenendo una maggiore efficienza di ricombinazione. Una caratteristica degna di nota del mcDNA è la sua mancanza di sequenze batteriche, che gli consente di basarsi su piccoli vettori di DNA, migliorando così l'espressione genica.

DNA db

Il dbDNA ha una conformazione chiusa a doppio filamento, con piccoli loop a singolo filamento ad entrambe le estremità ed è completamente privo di sequenze batteriche e geni di resistenza agli antibiotici. Le sue dimensioni più piccole facilitano una distribuzione più facile nelle cellule e nei nuclei, mentre esibisce una completa resistenza alla nucleasi. La forma iniziale del dbDNA contiene solo gli elementi necessari per l'espressione genica, omettendo sequenze non necessarie, possedendo così potenti capacità di trasfezione genica e livelli di espressione proteica più elevati.

DNA ceco

Il ceDNA è un costrutto di DNA a doppio filamento, lineare, a estremità chiusa covalente, progettato, contenente il gene bersaglio 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 tradizionali vettori di virus adeno-associati (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 ed economico, rendendolo adatto alla ricerca sulla terapia genica in campi quali 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 autoimmuni. Inoltre, il sistema di selezione del saccarosio viene utilizzato anche per sostituire i marcatori di selezione tradizionali. In termini di ottimizzazione dei codoni, i ricercatori migliorano i livelli di espressione proteica alterando l'utilizzo dei codoni, tenendo pienamente in considerazione la preferenza dell'ospite per l'espressione della sequenza genica. Durante il processo di ottimizzazione, i ricercatori devono anche prestare attenzione al bias dei codoni, alla stabilità della struttura secondaria dell'mRNA, all'evitamento di elementi trans-attivi e siti di enzimi di restrizione e all'equilibrio del contenuto di GC.

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

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