Rekombinantās plazmīdas ir svarīgs vektors šūnu un gēnu terapijas (CGT) jomā, ko var izmantot kā
- DNS terapija (Kailā plazmīdas DNS terapijai) - kaila plazmīda kā gēnu ekspresijas vektors, kā alternatīva proteīnu/enzīmu aizstājterapijai.
- DNS vakcīnas profilaktiskai un terapeitiskai lietošanai - Plazmīda kā gēnu vektors, kas ekspresē antigēnus no vīrusa, baktērijām vai vēža šūnām.
- Izejmateriāli vīrusu vektoru ražošanai. Rekombinantās plazmīdas var izmantot, lai ražotu lentivīrusu (LV) un adeno-saistīto vīrusu (AAV) vīrusu vektora vakcīnai, gēnu terapijai vai gēnu rediģēšanai.
- Izejmateriāli mRNS/cirRNS ražošanai — Linearizēta plazmīda kā veidnes in vitro transkripcijai ir galvenie materiāli mRNS/cirRNS vakcīnām vai zālēm.
1 kaila plazmīda DNS
1.1. Kaila plazmīda DNS lietošanai cilvēkiem
Pašlaik tirgū esošās gēnu terapijas zāles galvenokārt izmanto vīrusu vektorus, piemēram, AAV un LLV. Tomēr pētījumi liecina, ka angiogēno faktoru gēnu terapija, ko mediē vīrusu vai šūnu vektori, var izraisīt asinsvadu audzēju veidošanos peles sirdīs. Lai izvairītos no ilgstošas angiogēno faktoru ekspresijas, neapbruņotu plazmīdu izmantošana ar plazmīdu DNS kā gēnu terapijas vektoru izsaka zemāku mērķa proteīna līmeni in vivo, un tā tiek uzskatīta par vēlamu izvēli.
Tāpēc kailas plazmīdu terapijas galvenais attīstības virziens ir angiogēno faktoru gēnu terapija. Šobrīd pasaulē kopumā ir apstiprinātas divas neapbruņotas plazmīdu zāles, kas paredzētas lietošanai cilvēkiem: Neovasculgen, kas Krievijā tika izlaista 2011. gadā, un Collategene, kas tika ieviesta Japānas tirgū 2019. gadā. Vairākas citas kailas plazmīdu zāles pašlaik atrodas II fāzē. III klīniskās stadijas. Kodējošos gēnos ietilpst HGF, VEGF-A, SDF-1 (CXCL12) un citi.
1.2. Kaila plazmīda DNS izmantošanai dzīvniekiem
Dažādas cilvēkiem paredzētās zāles, DNS vakcīnas ir bijušas veiksmīgākas lietošanai dzīvniekiem, tostarp veterinārijā un mājdzīvniekiem.
1. tabula. Licencētas DNS terapijas cilvēkiem un dzīvniekiem
iesniegums
|
Produkts
|
Sugas
|
mērķis
|
Indikācija
|
Uzņēmums
|
Licencēšanas datums/ valsts
|
Gēnu terapija
|
Neovaskulgēns, kambiogēnplazmīds, PI-VEGF165
|
Cilvēka
|
VEGF-A
|
CLI, kritiskā ekstremitāšu išēmija
|
Cilvēka cilmes šūnu institūts
|
2011/ Krievija
|
Gēnu terapija
|
Kolagēns, beperminogēna perplazmīds, AMG0001
|
Cilvēka
|
Hgf
|
CLI, kritiskā ekstremitāšu išēmija
|
AnGes
|
2019/Japāna
|
Gēnu terapija
|
LifeTideSW5
|
Cūkas
|
Cūku augšanas hormonu atbrīvojošais hormons (GHRH)
|
Palielināt atšķirto sivēnu skaitu.
|
VGX dzīvnieku veselība
|
2008/Austrālija
|
Vēža imunoterapija
|
Pirmo reizi
|
Suņi
|
Tirozināze
|
Mutes ļaundabīga melanoma (OMM)
|
Merial, Boehringer Ingelheim dzīvnieku veselība
|
2010/ASV
|
Pretmikrobu līdzekļi
|
Zelnāte
|
Liellopu
|
Gaida atjauninājumu
|
Liellopu elpceļu slimība (BRD), ko izraisa Mannheimia haemolytica
|
Dimanta dzīvnieku veselība, Bayer
|
2013/ASV
|
2 DNS vakcīna
1. attēls. DNS vakcīnu izstrāde
2.1 DNS vakcīna lietošanai cilvēkiem
Zemā imunogenitāte cilvēkiem joprojām ir liels izaicinājums DNS vakcīnas lietošanai, neskatoties uz progresu dzīvnieku modeļos.
Turklāt DNS vakcīnu izpēte pret infekcijas slimībām, piemēram, HIV, tuberkuloze un malārija, turpmākajos gados ir likusi izstrādāt dažādas optimizācijas stratēģijas.
2. tabula. Cilvēkiem paredzētās licencētās DNS vakcīnas
Izmanto
|
Zīmola nosaukums
|
Mērķis/norāde
|
posms
|
Uzņēmums
|
Profilaktiskā vakcīna
|
ZyCoV-D
|
Spike-proteīns; SARS-CoV-2
|
Ārkārtas lietošanas atļauja Indijā
|
Zīds Kadila
|
2.2 DNS vakcīna lietošanai dzīvniekiem
DNS vakcīnas veterinārajā lietošanā ir guvušas lielu progresu, jo dažādi produkti ir saņēmuši licences infekcijas slimībām, piemēram, vēža imūnterapijas un gēnu terapijas lietojumiem.
3. tabula. Licencētas DNS vakcīnas lietošanai dzīvniekiem
Izmanto
|
Zīmola nosaukums
|
Sugas
|
Mērķis/norāde
|
Uzņēmums
|
Licencēšanas datums/ valsts
|
Profilaktiskā vakcīna
|
Rietumnīlas novators
|
Zirgi
|
Rietumnīlas vīruss (WNV)
|
ASV CDC, Fort Dodge dzīvnieku veselība
|
2005/ASV
|
Apex-IHN
|
Lasis
|
Infekciozās hematopoētiskās nekrozes vīruss (IHNV)
|
Novartis Animal Health
|
2005/Kanāda
|
Clynav
|
Lasis
|
Laša alfavīrusa 3. apakštips (SAV3)
|
Elanco dzīvnieku veselība
|
2016/ES
|
ExactVac
|
Mājputni
|
Putnu gripa A (H5N1)
|
AgriLabs
|
2017/ASV
|
3 Plazmīdu DNS kā materiāli mRNS vai vīrusa vektoru ražošanai
mRNS un cirkulārā mRNS (cirRNS) ir plaši izmantotas vakcīnu izstrādes pētījumos. Linearizēta plazmīda DNS kalpo kā nepieciešamā IVT mRNS transkripcijas veidne, ko veicina T7 RNS polimerāze.
Vīrusu vektors izceļas kā visefektīvākā gēnu pārneses metode, kas ļauj mērķtiecīgi modificēt konkrētus šūnu tipus vai audus un ļauj manipulēt ar terapeitisko gēnu ekspresiju. Vīrusu vektoru ražošanā plazmīdu DNS ir izšķiroša loma.
Yaohai Bio-Pharma piedāvā vienas pieturas CDMO risinājumu plazmīdu DNS
Atsauce:
[1] Pagliari S, Dema B, Sanchez-Martinez A, Montalvo Zurbia-Flores G, Rollier CS. DNS vakcīnas: vēsture, molekulārie mehānismi un nākotnes perspektīvas. J Mol Biol. 2023. gada 1. decembris; 435(23):168297. doi: 10.1016/j.jmb.2023.168297.