利用外泌体AAVs提高转导效率

由克劳斯Wanisch

标准的AAV载体是用广泛使用的293T这样的生产细胞系产生的。在向量的生产,组装的AAV载体颗粒在生产细胞内积累,纯化协议通常描述一个过程,从细胞裂解开始释放AAV颗粒,随后的纯化步骤。在生产阶段,AAV载体也有可能从生产细胞自发释放到上清。然而,这并不是一个常见的事件,因此没有得到很好的描述。

什么是外泌体aav ?

2012年,来自麻省总医院和哈佛医学院的Casey Maguire及其同事对在生产过程中从细胞中释放的AAV载体进行了更深入的研究(马圭尔等人,2012).他们发现这些AAV粒子的形状略有不同。这些AAV颗粒通常与细胞外泌体、小膜泡或微泡(约。直径40 - 150nm),由细胞膜分泌到培养基中。AAV粒子要么与外泌体的外表面相关,要么携带在囊泡内,囊泡也可能包含其他细胞分子,如蛋白质或核酸。这种载体和外泌体的结合被命名为载体外泌体(载体-外泌体)、外泌体AAVs或外泌体AAVs(图1)。

研究人员发现,这些颗粒比传统纯化的AAV载体有一些优势。他们发现它们具有更高的转导效率,即相同数量的AAV颗粒能够感染更多的细胞(在不同的细胞环境中,如视网膜或胶质母细胞瘤)。他们还发现,外置aav对中和抗aav抗体更有抵抗力。这对治疗应用尤其有用在活的有机体内内源性抗AAV抗体通常会中和AAV载体的治疗效果。外来体AAV图

外泌体aav是如何产生的?

净化外置aav实际上比经典的要简单一点涉及碘沙醇梯度的纯化方案.目前分离外系avv的纯化方案依赖于差速离心步骤从生产细胞中分离含有外系avv的细胞培养上清,然后富集含有外系avv的微泡(图2)。

自从Maguire和他的同事开发了外aav分离方案以来,其他研究人员一直在试图修改它以提高产量。例如,用CD9(一种已知的微泡标记分子)表达载体转染生产细胞系可以进一步提高AAV的产量,因为CD9被认为可以提高外泌体的产量或稳定其结构或与AAV的相互作用(Schiller et al., 2018)。

由生产细胞分泌的外泌体囊泡也含有可能改善转导特性的细胞大分子(如蛋白质、核酸)。György及其同事发现,AAV粒子与膜泡的关联可以保护它们免受抗体识别和失活(György et al., 2014),但科学家尚未破译这些改进背后的机制方面。

外泌体AAV纯化协议

到目前为止外泌体aav取得了什么成就?

exo -AAV在不同的AAV血清型中都有改进的转导谱在体外在活的有机体内与传统AAV相比(AAV制剂总是按照它们的基因组效价标准化)。例如,在人耳聋小鼠模型中,使用exo-AAV1转导内耳感觉细胞(György et al., 2017),玻璃体内注射后使用exo-AAV2在小鼠视网膜中转导双极细胞和光感受器(Wassmer et al., 2017)。在B型血友病小鼠模型中表达人凝血因子IX的exo-AAV8 (Meliani et al., 2017)。Exo-AAV9在小鼠全身(静脉)传递后成功转导大脑神经元(Hudry et al., 2016),而且还能更有效地靶向更难获得的细胞,如胶质母细胞瘤小鼠模型中的脑肿瘤基质细胞(Volak et al. 2018)。

外泌体AAVs的结构与微泡作为药物递送载体的使用有关,这最近引起了人们的兴趣,例如将治疗蛋白递送到需要穿过血脑屏障的大脑。

综上所述,外置AAV似乎靶向细胞类型具有与传统方法产生的AAV粒子相似的特异性。但是,外置aavs可能会开辟改善基因传递的新途径。它们提高了转导的效率,扩大了aav在靶细胞和难以到达的区域的使用,并且更能抵抗抗aav抗体的失活。

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参考文献

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