Ученые перепрограммировали вирусные векторы для адресной доставки генной терапии
Исследователи из Broad Institute of MIT и Harvard разработали более целенаправленный и эффективный метод создания адено-ассоциированных вирусов (AAV) — векторов для доставки генной терапии. Новый подход позволяет создавать AAV, которые связываются с известными белками на поверхности целевых клеток, что потенциально ускорит разработку генной терапии.
Целевое связывание с белками
Традиционные методы создания AAV трудоемки и часто не раскрывают механизм, с помощью которого векторы достигают конкретных клеток. Новый метод, разработанный в лаборатории Бена Девермана, позволяет искать AAV, которые связываются с определенными белками-мишенями in vitro (в пробирке).
В качестве доказательства концепции команда нацелилась на доставку AAV в мозг мышей, используя в качестве мишеней белки LY6A и LY6C1. Эти белки находятся на поверхности клеток, выстилающих кровеносные сосуды мозга и формирующих часть гематоэнцефалического барьера у мышей.
Ученые смешали библиотеку из множества вариантов капсидов AAV с целевыми белками в пробирке, выявили капсиды, которые связываются с белками, и сгруппировали их по сходству аминокислотных последовательностей. Затем они протестировали лучшие варианты на мышах.
Результат: Были идентифицированы сотни капсидов, которые связываются с LY6A или LY6C1 и доставляют свой груз в центральную нервную систему мышей эффективнее, чем капсид AAV9. AAV9 используется в одобренной FDA генной терапии и способен преодолевать гематоэнцефалический барьер, но неэффективен для доставки в мозг.
«Мы возвращаемся к базовым принципам — вместо скрининга случайной библиотеки in vivo мы фокусируемся на типе клеток, с которым хотим взаимодействовать, и нацеливаемся на конкретные белки на их поверхности», — пояснил Бен Деверман.
Возможности для AAV
Во втором раунде скрининга исследователи добавили в библиотеку 26 капсидов, которые ранее были обнаружены как способные преодолевать гематоэнцефалический барьер в животных моделях. Оказалось, что 24 из этих 26 капсидов нацелены либо на LY6A, либо на LY6C1. Это подтверждает, что именно эти два белка являются ключевыми мишенями для AAV, отобранных традиционными методами на мышах.
Однако у человека нет эквивалентов белков LY6A/LY6C1. Новый подход in vitro позволит целенаправленно создавать AAV для связывания с человеческими белками.
Команда уже начала использовать свой метод для поиска AAV, связывающихся с белками человека на гематоэнцефалическом барьере. В долгосрочной перспективе они планируют выявить правила, которые помогут прогнозировать, какие белки могут служить рецепторами для AAV, и направлять дизайн векторов для новых применений.
Исследование опубликовано в журнале PLOS Biology.