Rekombinanta plasmider är en viktig vektor inom området för cell- och generäkning (CGT), vilket kan användas som,
-
DNA Terapeutikum (Obearbetad plasmid DNA för terapi) - Obearbetad plasmid som genuttrycksvektor, som alternativ till proteink/enzymersubstitutionsbehandling.
-
DNA Vacciner för preventiv och terapeutisk användning - Plasmid som genvektor, som uttrycker antigen från virus, bakterier eller cancerceller.
- Startmaterial för produktion av virusvektorer - Rekombinanta plasmider kan användas för att producera lentivirus (LV) och adenoassocierat virus (AAV) för virusvektorvaccin, generäkning eller genredigering.
- Startmaterial för produktion av mRNA/circRNA - Linjär plasmid, som mallar för in vitro-transkription, är nyckelmaterial för mRNA/circRNA-vacciner eller läkemedel.
1 Obearbetad Plasmid DNA
1.1 Obearbetad Plasmid DNA för människor
Geneterapi-läkemedlen som finns på marknaden idag använder främst virusvektorer som AAV och LLV. Forskning har dock rapporterat att geneterapi med angiogena faktorer, mediatorer av virus- eller cellbaserade vektorer, kan leda till bildandet av kärliga tumörer i musens hjärta. För att undvika en fördragen uttryckning av angiogena faktorer ger användningen av nakna plasmider med plasmid-DNA som geneterapi-vektor lägre nivåer av målprotein in vivo och anses vara en föredragen val.
Därför är den primära utvecklingsfokusen för nakna plasmidterapeutikum angiogen faktor geneterapi. Hittills finns det totalt två godkända nakna plasmidläkemedel för människor globalt: Neovasculgen, lanserat i Ryssland 2011, och Collategene, introducerat på japansk marknad 2019. Flera andra nakna plasmidläkemedel befinner sig för närvarande i kliniska fas II-III. Kodningsgener inkluderar HGF, VEGF-A, SDF-1 (CXCL12) och andra.
1.2 Nakna Plasmid DNA för djur
Till skillnad från människomedicin har DNA-vaccin varit mer framgångsrika för användning på djur, inklusive veterinär och husdjursområdet.
Tabell 1. Godkända DNA-terapeutika för människor och djur
Ansökan
|
Produkt
|
Art
|
Mål
|
Indikation
|
Företag
|
Godkännandedatum/ Land
|
Genterapi
|
Neovasculgen, Cambiogenplasmid, PI-VEGF165
|
Människa
|
VEGF-A
|
CLI, kritisk led ischemi
|
Human Stem Cell Institute
|
2011/ Ryssland
|
Genterapi
|
Collategene, beperminogene perplasmid, AMG0001
|
Människa
|
HGF
|
CLI, kritisk led ischemi
|
AnGes
|
2019/Japan
|
Genterapi
|
LifeTideSW5
|
Griskar
|
Svinets växtstofthetingshormon (GHRH)
|
Öka antalet avvuxna grisar.
|
VGX Animal Health
|
2008/Australien
|
Cancerimmunoterapi
|
Oncept
|
Hundar
|
Tyrosinase
|
Oralt malignt melanolim (OMM)
|
Merial, Boehringer Ingelheim Animal Health
|
2010/USA
|
Antimikrobiella medel
|
Zelnate
|
Nötkreatur
|
Uppdatering väntar
|
Nötkreatursrespiratoriska sjukdom (BRD) orsakad av Mannheimia haemolytica
|
Diamond Animal Health, Bayer
|
2013/USA
|
2 DNA-vaccin
Fig 1. Utveckling av DNA-vacciner
2.1 DNA-vaccin för mänsklig användning
Den låga immunogeniteten hos människor utgör fortfarande en stor utmaning för tillämpningen av DNA-vacciner, trots framstegen inom djurförsök.
Dessutom har utforskandet av DNA-vacciner mot infektionssjukdomar, såsom HIV, tuberkulos och malaria, drivit fram utvecklingen av mångfaldiga optimeringsstrategier i efterföljande år.
Tabell 2. Godkända DNA-vacciner för mänsklig användning
Användningar
|
Varumärke
|
Mål/Indikation
|
Etapp
|
Företag
|
Prophylaktiskt vaccin
|
ZyCoV-D
|
Spikprotein; SARS-CoV-2
|
Nödbehörighet för användning i Indien
|
Zydus Cadila
|
2.2 DNA-vaccin för djur
DNA-vacciner inom veterinärmedicin har gjort stora framsteg då flera produkter fått licenser för infektiösa sjukdomar, såsom cancerimmunoterapi och generapiapplikationer.
Tabell 3. Godkända DNA-vacciner för djur
Användningar
|
Varumärke
|
Art
|
Mål/Indikation
|
Företag
|
Godkännandedatum/ Land
|
Prophylaktiskt vaccin
|
West Nile-Innovator
|
Hästar
|
West Nile-virus (WNV)
|
USA CDC, Fort Dodge Animal Health
|
2005/USA
|
Apex-IHN
|
Lax
|
Infektiös hämatopoetisk nykrot (IHNV)
|
Novartis Animal Health
|
2005/Kanada
|
Clynav
|
Lax
|
Salmon alphavirus subtype 3 (SAV3)
|
Elanco Animal Health
|
2016/EU
|
ExactVac
|
Fågel
|
Fågelspana A (H5N1)
|
AgriLabs
|
2017/USA
|
3 Plasmid DNA som material för produktion av mRNA eller virusvektor
mRNA och cirkulär mRNA (circRNA) har används omfattande i forskning om vaccinutveckling. Linjär plasmid DNA fungerar som den nödvändiga transkriptionsmallen för IVT mRNA, möjliggjord av T7 RNA polymeras.
Virusvektorn framstår som det mest effektiva sättet att överföra gener, vilket möjliggör riktad modifiering av specifika celltyper eller vävnader och tillåter manipulation för att uttrycka terapeutiska gener. I produktionen av virusvektorer spelar plasmid DNA en avgörande roll.
Yaohai Bio-Pharma erbjuder allt-omfattande CDMO-lösning för Plasmid DNA
Referens:
[1] Pagliari S, Dema B, Sanchez-Martinez A, Montalvo Zurbia-Flores G, Rollier CS. DNA-vacciner: historia, molekylära mekanismer och framtida perspektiv. J Mol Biol. 2023 Dec 1;435(23):168297. doi: 10.1016/j.jmb.2023.168297.