プラスミドDNA

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再構成プラミドは、細胞および遺伝子治療（CGT）分野における重要なベクターであり、次のように使用できます。

DNA医療 (治療用裸プラミドDNA) - 裸プラミドが遺伝子発現ベクターとして機能し、タンパク質／酵素置換療法の代替案。
DNAワクチン 予防および治療目的で使用 - プラミドがウイルス、細菌、または癌細胞由来の抗原を発現する遺伝子ベクターとして機能。
ウイルスベクター製造のための原材料 - 再構成プラミドは、ウイルスベクターワクチン、遺伝子治療、またはゲノム編集に使用されるレントウイルス（LV）およびアデノ随伴ウイルス（AAV）の製造に使用される可能性があります。
MRNA／circRNA製造のための原材料 - 線状化されたプラミドは、体外転写のためのテンプレートとして、mRNA／circRNAワクチンまたは薬剤の主要な材料です。

1 裸プラミドDNA

1.1 人間用裸プラミドDNA

現在市場に出ている遺伝子治療薬は主にAAVやLLVなどのウイルスベクターを使用しています。しかし、研究では、ウイルスまたは細胞ベクターを介した血管新生因子の遺伝子治療が、マウスの心臓で血管腫瘍の形成につながる可能性があると報告されています。血管新生因子の持続的な発現を避けるため、プラミドDNAを用いた裸プラミドは、体内でのターゲットタンパク質の発現レベルが低く、好ましい選択肢と考えられています。

したがって、裸プラミド療法の主要な開発焦点は血管新生因子の遺伝子治療です。現在までに、世界中で人間用に承認された裸プラミド薬は2つあります。2011年にロシアで導入されたNeovasculgenと、2019年に日本市場に登場したCollategeneです。その他のいくつかの裸プラミド薬は現在第II～III相臨床試験段階にあります。エンコードされる遺伝子にはHGF、VEGF-A、SDF-1（CXCL12）などがあります。

1.2 動物用裸プラミドDNA

ヒューマンメディスンとは異なり、DNAワクチンは動物用、特に獣医療やペット用としてより成功しています。

表1. 人間および動物用の承認済みDNA治療薬

適用	Product	種類	ターゲット	指示	会社	承認日/国
遺伝子治療	Neovasculgen, Cambiogenプラミド, PI-VEGF165	人間	VEGF-A	CLI, 臨界下肢虚血	ヒューマンステムセル研究所	2011/ロシア
遺伝子治療	Collategene, beperminogene perプラミド, AMG0001	人間	HGF	CLI, 臨界下肢虚血	アンジェス	2019/日本
遺伝子治療	ライフタイドSW5	豚	ブタ成長ホルモン放出ホルモン（GHRH）	離乳子豚の数を増やす。	VGX アニマルヘルス	2008/オーストラリア
がん免疫療法	オンセプト	犬	チロシナーゼ	口腔悪性黒色腫 (OMM)	メリア、ボehringerインゲルハイムアニマルヘルス	2010/アメリカ合衆国
抗菌薬	ゼルネイト	牛	更新待ち	マニュハイミア・ヘモリティカによる牛呼吸器疾患 (BRD)	ダイヤモンドアニマルヘルス、バイエル	2013年/アメリカ

2つのDNAワクチン

図1. DNAワクチンの開発

2.1 人間用のDNAワクチン

動物モデルでの進歩にもかかわらず、人間における低い免疫原性は、依然としてDNAワクチンの応用にとって大きな課題となっています。

さらに、HIV、結核、マラリアなどの感染症に対するDNAワクチンの研究は、その後の年月に多様な最適化戦略の開発を促進しました。

表2. 許可された人間用DNAワクチン

使用法	ブランド名	ターゲット/適応症	ステージ	会社
予防ワクチン	ZyCoV-D	スパイクタンパク質；SARS-CoV-2	インドにおける緊急使用許可	ジデュス・カディラ

2.2 動物用DNAワクチン

動物用のDNAワクチンは、感染症やがん免疫療法、遺伝子治療応用など、さまざまな製品がライセンスを取得しており、大きな進歩を遂げています。

表3. 動物用に承認されたDNAワクチン

使用法	ブランド名	種類	ターゲット/適応症	会社	承認日/国
予防ワクチン	ウエストナイル・イノベーター	馬	ウエストナイルウイルス（WNV）	アメリカCDC、フォート・ドッジ・アニマル・ヘルス	2005年/アメリカ
	アペックス-IHN	サケ	感染性造血壊死ウイルス (IHNV)	ノバルティスアニマルヘルス	2005年/カナダ
	クライナブ	サケ	サーモンアルファウイルスサブタイプ3 (SAV3)	エランコアニマルヘルス	2016年/欧州連合
	ExactVac	家禽類	鳥インフルエンザA (H5N1)	AgriLabs	2017/USA

3つのプラミドDNAがmRNAまたはウイルスベクター製造の材料として使用されます

mRNAおよび円形mRNA (circRNA) は、ワクチン開発研究で広範に使用されています。直線化されたプラミドDNAは、T7 RNAポリメラーゼによって促進されるIVT mRNAの必要とする転写テンプレートです。

ウイルスベクターは、特定の細胞タイプや組織を標的とした遺伝子変異を可能にし、治療用遺伝子を表現させるための操作を許す、最も効率的な遺伝子転移方法です。ウイルスベクターの製造において、プラミドDNAは重要な役割を果たします。

Yaohai Bio-PharmaがプラミドDNA向けワンストップCDMOソリューションを提供

参考文献:

[1] パグリアリ S、デマ B、サンチェス＝マルティネス A、モンタルボ・ツルビア＝フロレス G、ロリエ CS。DNAワクチン：歴史、分子メカニズムおよび将来の展望。J Mol Biol. 2023年12月1日;435(23):168297. doi: 10.1016/j.jmb.2023.168297.

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