Rekombinanta plasmider är en viktig vektor inom cell- och genterapiområdet (CGT), som kan användas som,
-
DNA-terapi (Naken plasmid-DNA för terapi) - Naken plasmid som genuttrycksvektor, som ett alternativ till protein/enzymersättningsterapi.
-
DNA-vacciner för profylaktisk och terapeutisk användning - Plasmid som genvektor, som uttrycker antigener från virus, bakterier eller cancerceller.
- Utgångsmaterial för viral vektorproduktion - Rekombinanta plasmider kan användas för att producera lentivirus (LV) och adenoassocierat virus (AAV) för virusvektorvaccin, genterapi eller genredigering.
- Utgångsmaterial för mRNA/circRNA-produktion - Linjäriserad plasmid, som mallar för in vitro-transkription, är nyckelmaterial för mRNA/circRNA-vacciner eller läkemedel.
1 Naken plasmid-DNA
1.1 Naken plasmid-DNA för mänskligt bruk
De genterapiläkemedel som för närvarande finns på marknaden använder i första hand virala vektorer som AAV och LLV. Forskning har emellertid rapporterat att angiogena faktorer genterapi förmedlad av virala eller cellulära vektorer kan leda till bildandet av vaskulära tumörer i mushjärtan. För att undvika förlängt uttryck av angiogena faktorer uttrycker användningen av nakna plasmider med plasmid-DNA som genterapivektor lägre nivåer av målprotein in vivo och anses vara ett föredraget val.
Därför är det primära utvecklingsfokuset för nakna plasmidterapier genterapi med angiogena faktorer. För närvarande finns det totalt två godkända nakna plasmidläkemedel för mänskligt bruk globalt: Neovasculgen, som lanserades i Ryssland 2011, och Collategene, som introducerades på den japanska marknaden 2019. Flera andra nakna plasmidläkemedel befinner sig för närvarande i Fas II- III kliniska stadier. Kodande gener inkluderar HGF, VEGF-A, SDF-1 (CXCL12) och bland andra.
1.2 Naken plasmid-DNA för djuranvändning
DNA-vacciner i olika former av humanmediciner har varit mer framgångsrika för djuranvändning, inklusive veterinärmedicin och husdjur.
Tabell 1. Licensierad DNA-terapi för människor och djur
Ansökan
|
Produkt
|
Arter
|
Målet
|
indikation
|
Företag
|
Licensierad datum/land
|
Genterapi
|
Neovasculgen, Cambiogenplasmid, PI-VEGF165
|
Mänskligt
|
VEGF-A
|
CLI, kritisk extremitetsischemi
|
Humant stamcellsinstitut
|
2011/ Ryssland
|
Genterapi
|
Collategene, beperminogen perplasmid, AMG0001
|
Mänskligt
|
HGF
|
CLI, kritisk extremitetsischemi
|
AnGes
|
2019/Japan
|
Genterapi
|
LifeTideSW5
|
Svin
|
Gris tillväxthormon frisättande hormon (GHRH)
|
Öka antalet avvanda smågrisar.
|
VGX Djurhälsa
|
2008/Australien
|
Immunterapi mot cancer
|
Oncept
|
Hundar
|
Tyrosinas
|
Oralt malignt melanom (OMM)
|
Merial, Boehringer Ingelheim Djurhälsa
|
2010/USA
|
antimikrobiella
|
Zelnate
|
Nötkreatur
|
Väntande uppdatering
|
Bovin respiratorisk sjukdom (BRD) på grund av Mannheimia haemolytica
|
Diamond Animal Health, Bayer
|
2013/USA
|
2 DNA-vaccin
Fig 1. Utveckling av DNA-vacciner
2.1 DNA-vaccin för mänskligt bruk
Den låga immunogeniciteten hos människor utgör fortfarande en stor utmaning för tillämpningen av DNA-vaccin, trots framstegen i djurmodeller.
Dessutom har utforskningen av DNA-vacciner för infektionssjukdomar, såsom HIV, tuberkulos och malaria, föranlett utvecklingen av olika optimeringsstrategier under de följande åren.
Tabell 2. Licensierade DNA-vacciner för mänskligt bruk
du använder
|
Varumärke
|
Mål/Indikation
|
Etapp
|
Företag
|
Profylaktiskt vaccin
|
ZyCoV-D
|
Spike-protein; SARS-CoV-2
|
Tillstånd för nödbruk i Indien
|
Zydus Cadila
|
2.2 DNA-vaccin för djurbruk
DNA-vacciner i veterinärmedicinska tillämpningar har gjort stora framsteg då olika produkter har erhållit licenser för infektionssjukdomar, såsom cancerimmunterapi och genterapiapplikationer.
Tabell 3. Licensierade DNA-vacciner för djuranvändning
du använder
|
Varumärke
|
Arter
|
Mål/Indikation
|
Företag
|
Licensierad datum/land
|
Profylaktiskt vaccin
|
West Nile-Innovator
|
hästar
|
West Nile Virus (WNV)
|
USA CDC, Fort Dodge Animal Health
|
2005/USA
|
Apex-IHN
|
Lax
|
Infektiöst hematopoetisk nekrosvirus (IHNV)
|
Novartis djurhälsa
|
2005/Kanada
|
Clynav
|
Lax
|
Lax alfavirus subtyp 3 (SAV3)
|
Elanco djurhälsa
|
2016 / EU
|
ExactVac
|
Höns
|
Fågelinfluensa A (H5N1)
|
AgriLabs
|
2017/USA
|
3 Plasmid-DNA som material för mRNA- eller virusvektorproduktion
mRNA och cirkulärt mRNA (circRNA) har använts i stor utsträckning i vaccinutvecklingsforskning. Linjäriserat plasmid-DNA fungerar som den nödvändiga transkriptionsmallen för IVT-mRNA, underlättad av T7-RNA-polymeras.
Den virala vektorn framstår som den mest effektiva metoden för genöverföring, vilket möjliggör riktad modifiering av specifika celltyper eller vävnader och möjliggör manipulation för att uttrycka terapeutiska gener. Vid produktionen av virala vektorer spelar plasmid-DNA en avgörande roll.
Yaohai Bio-Pharma erbjuder One-Stop CDMO-lösning för plasmid-DNA
Referens:
[1] Pagliari S, Dema B, Sanchez-Martinez A, Montalvo Zurbia-Flores G, Rollier CS. DNA-vaccin: Historia, molekylära mekanismer och framtidsperspektiv. J Mol Biol. 2023 1 dec;435(23):168297. doi: 10.1016/j.jmb.2023.168297.