Table of Contents

הקדמה: ההבטחה של Vectors ויראלי ב Beta Cell Regeneration

סוכרת, במיוחד סוכרת מסוג 1, תוצאות מהאובדן הפרוגרסיבי של תאי בטא המייצר אינסולין בתוך הבלוטות הלבלביות הלבלבות.טיפולים נוכחיות, כגון זריקות אינסולין אקסוגניות והשתלות, מציעים שיפורים אך מוגבלים על ידי glycemic variability, immunosupהתחדשות, מחסור במתן שתן, ורפואה רגנרטיבית שואפת לשחזר תאים מוגניים, פונקציה גנטית, ומופעל באמצעות גישות מתקדמות של ריפוי ויראלי, כגון חידושים מתקדמים, ריפוי ויראלי, וחדשנות ויראלית, ריפוי ויראלית, וחדשנות ויראלית.

יסודות של מערכות וקטור ויראלי עבור ג'ין

וקטורים ויראליים הם וירוסים מכווני שכפול המהנדסים לשאת מטען גנטי טיפולי לתאי מטרה.הבחירה של וקטור אחורית קובעת יעילות ניכוי, אימונוגניות, יכולת אריזה, ומשך ביטוי.עבור התחדשות תאי בטא, שלושה כיתות וקטוריות עיקריות נחקרו באופן נרחב: adenovirus, וירוסים משועבדים (AAV), ו-Lentiesvirus יש מאפיינים נפרדים לאסטרטגיות רגנרטיביות שונות.

תגית: Adenoviral Vectors

וקטורים אדנו-ויראליים (Adenoviral ו-AdV) מציעים יעילות גבוהה וקיבולת אריזה גדולה (עד -8 kb) הם יכולים להדביק גם תאים מחולקים ולא מחולקים, כולל תאי סוללת הלבלבלב (Picreatic islet) ו-(8 kb) הם יכולים להדביק את תגובות החיסון נגד דלקת מפרקים נגיפית, אשר יכול להגביל את ההתמדה של ביטוי טראנסגן ומניעה חוזרת של ניהול.

Adeno-Associated virus (AAV) Vectors

וקטורים של AAV זכו ליעילות לטיפול גנטי בטא עקב פרופיל הבטיחות המעולה שלהם, אימונוגניות נמוכה, ויכולת לשמור ביטוי ארוך טווח תאים שאינם מעורבים.קיבולת האריזה הקטנה (-4.7 kb) היא מגבלה, אבל זה כבר מטופלים באמצעות מערכות דו-קרב-כי-דוקטורט ושימוש באלמנטים רגולטוריים קומפקטיים.

תגית: Vectors

וקטורים לינטיל (LV), שמקורם ב- HIV-1, משתלבים בגנום המארח, המאפשר ביטוי יציב וארוך טווח בחלוקת תאים שאינם מעורבים.קיבולת שילוב זו היא יתרון עבור יישומים הדורשים שינוי גנטי קבוע, כגון הרחבת רצף תא בטא או דלקת טרנזיציה (Gget) עם דלקת ריאות מסוימת.comx חייב להיות מנוהל בקפידה באמצעות שימוש ב-Lrugcinal-topation) כדי להתאים חלבונים ל-Lropicoltex.

ניתוח השוואתי: בחירת הקטור הנכון

בחירת הווקטור תלויה במטרה הטיפולית הספציפית.לביטוי transient בפרוטוקול קצר טווח, adenovirus עשוי להספיק. עבור ביטוי מתמשך ללא אינטגרציה, AAV הוא המועדף. כאשר יש צורך בשינוי גנטי קבוע, וקטורים מינימליים מתאימים אך דורשים הנדסת בטיחות זהירה (לא מראש השוואות מוטנטים) ואדם הוכח כי AAV8 ו- pseudotypes יכולים להיות prescribed תאים גמישים יותר (בדרך כלל) אבל הם גורמים לטיפול תאי עצבות).

התקדמות טכנולוגית חדשנית בהנדסת וטרינרית

בחמש השנים האחרונות ראו הנדסה טרנספורמטיבית של וקטורים ויראליים כדי להתגבר על מחסומים היסטוריים בכוונון תא בטא.ההתקדמות הזו יכולה להיות מחולקת לארבעה תחומים מרכזיים: הנדסה כובסידית, שיפור טרנסדוקציה, צמצום אימונוגניות ושילוב עם כלים לעריכה גנים.

שיפור מפרט מטרות באמצעות Capsid Engineering

tropism ויראלי טבעי הוא לעתים קרובות רחב מדי עבור בטוח בטיפול גנים vivo. Directed האבולוציה ועיצוב רציונלי יצרו גרסאות capsid כי מעדיף transduce pancreatic הוא תאים בעוד כבד ספארי, spleen, ועוד אחרים מחוץ ל-targettget , לדוגמה, ספריית של משככי כאבים חצבת הוטבעו בעכברים באמצעות ברוקוד, וירוסים מובילים לזיהוי של תאים אטומיים יותר סלקטיביים כדי לתקן את ה-Jepttopertoperttophttophttophttophtogenic.

שיפור היעילות של Transduction in Pancreatic Tissue

המרטריקת הנוספת הצפופה וההפצה המוגבלת של אבני הלבלבנטיות מציבה מחסומים פיזיים לכניסת וקטורת.חידושים האחרונים כוללים תוספת של פטידים צלולים שניתן לכווץ משטחים כדי לשפר את חדות הרקמות, ואת השיתוף-מנהל של תאי ג'יאולודינזה או קולגן כדי לעצב מחדש באופן זמני את המרחץ עבור AAV, להשתמש בסימנים של מוטציות של תאים גרעיניים-ל-ליפות ב-ליפות.

אסטרטגיות לצמצום האנונימיות

תגובות שליליות נגד חלבונים ויראליים Capsid ומוצרים transgene יכולים לחסל תאים transduced ולמנוע טיפולים חוזרים על מינון. Advances כוללים את השימוש של immunosuppressive adjuvants, הנדסה של capsids כדי להתחמק נוגדנים נייטרליים, ויצירת של וקטורות חיסונית-שיוגן. לדוגמה, aAVs כבר שונו כדי להסיר את אפיקופי B תוך שמירה על תפקוד, יצירת גנים של דלקת הלחמית (בנוסף) כדי הגבלת HIV.

שילוב עם CRISPR-Cas9 Gene Editing

השילוב של וקטורים ויראליים עם CRISPR-Cas9 מאפשר לא רק תוספת גן, אלא גם תיקון גנים מדויק, הפעלה או דיכוי. AAV וקטורים יעילים במיוחד עבור העברת ה- Cas9 nuclease (או גרסאותיה) יחד עם מדריך יחיד RNA, המאפשר את הפחתת הפחתת תאי השיקום של תאים אשר מעכבים לאחרונה או הפעלתם של גורמי התחדשות אנדוגנית עבור, לדוגמה, ACMX-Agic.

תגיות Beta Cell Regeneration

המטרה הסופית של מערכות וקטור אלה היא לשחזר מסת תאי בטא פונקציונליים בחולי סוכרת.יישומים נוכחיים להתמקד על ארבע גישות משלימים: משלוח של גורמי תילוק כדי לתכנת מחדש תאים שאינם בטא, קידום של התפשטות תאים תא beta אנדוגניים, הגנה מפני אפופטוזיס, ותיקון vivo של תאי בטא תאי גזע.

משלוח של Key Transcription Factors (PDX1, Ngn3, MafA)

השילוב של שלושת גורמי ה- P-N-M (PDX1), Ngn3, ו- MafA (העדיף P-N-M) הוכח להמיר תאים אקסגוריניים פאן-קריטיים לתוך תאים המייצרים אינסולין במודלים מוטנטים. AAV-based Delivery של גורמים אלה הראה המרה ביעילות רבה ועמידות, עם סודיות אינסולין מגוונת גלוקוז למשך חודשים.

קידום Beta Cell Proliferation and Survival

בניגוד לחידושים של ocrine, אסטרטגיה חלופית היא לגרום לתפוצה של תאים בטא שנותרו. וקטורים ויראליים כבר בשימוש כדי לספק הרגולטורים מחזור תאים כגון cyclin D1, CDK4, ו β-cell-cell-specific mitogens כגון Betacellin ו- hepatocyte growth growth growth growth growth factor (HGF). ביטוי מכומלמלמלמלמלמלמלמלמל של HGF בחולדה הוא מוגבר להיות גורם דלקת מפרקים של תאים של תאים, לדוגמה, כדי לקדם ביטויים של תאים מופעלים דלקתיים של תאים.

חידוש של תאים שאינם בטא

מעבר ל pancreas, רקמות אחרות כגון הכבד והמעי כבר ממוקדות לייצור אינסולין המעי הגס באמצעות וקטורים ויראליים. Liver תאים לחלוק קומדיום משותף עם תאים pancreatic, מה שהופך אותם לזמין להמרה באמצעות אותם רכיבי דלקת אינסולין גמישים.

מחקרים קליניים ורפואה

כמה מחקרים קדם-קליניים הראו הוכחה של תפיסה עבור התחדשות תאי הבטא ויראלית וקטורת ביניים במודלים גדולים של בעלי חיים.דוגמה בולטת היא השימוש של AAV8 הנושא את הגנים P-N-M ב minipigs סוכרתית, אשר הראו שיפור סובלנות גלוקוז ותא בטא מוגברת על ידי דלקת כבד לאחר ניתוח לא היה נתון של חומרים או גידולים שהוגדרו עד 12 חודשים.

אתגרים ומגבלות

למרות ההתקדמות המבטיחה, כמה מהמכשולים נשארים לפני חידוש תאי הבטא מבוסס וקטור ויראלי הופך לטיפול סטנדרטי.אתגרים אלה ממושכים בטיחות, עמידות, משלוח ומורכבות ביולוגית.

בטיחות לטווח ארוך ו- Vector Persistence

עבור וקטורים בעלי הגנה על שילוב כמו AAV, ביטוי transgene יכול להיות אבוד לאורך זמן בשל תחלופה תאים.תאים Beta יש שיעורי מחזור נמוך, אבל בסביבה סוכרת עם התקפה חיסונית מתמשכת, ההתמדה של תאי בטא שנוצרו לאחרונה עשוי להיות מוגבל. Lentivirals לשלב באופן קבוע, אבל זה מעלה את הסיכון של דלקת ריאות, במיוחד כאשר מועברים vivo in vivoing תאים חדשים שנוצרו לאחרונה עשוי להיות מוגבל, למרות שעדיין לא מתאים.

תגובה חוזרת וחזור על Dosing

גם עם וקטורים בעלי חיסון נמוך, נוגדנים נגד קפסולות ויראליות - במיוחד AAV - יכול להגביל את היכולת לקרואסטר.הרבה אנשים יש נוגדנים נייטרליים לפני-existing נגד serotypes נפוצים AAV, הגבלת זכאות המטופל.אסטרטגיות כגון פלזמה, immunoglobulin G-cleaving אנזימים, ו- capsid הנדסה כדי להתחמק נוגדנים הם לפיתוח.

הפצה בתוך Pancreas

הלבלב הוא איבר מוצק עם האנטומיה המורכבת.ממשלה תוך ורידי של וקטורים ויראליים לעתים קרובות מוביל להפחתה כבדה הדומיננטית בשל אפקט ה-hepatic הראשון-pass. intra-arterial הזריקה לתוך עורק הלבלבוודיאלי משפר את המסירה אך דורש קרינת רדיו פולשנית-מחדשנית אחרת.אפילו עם משלוח אזורי, השגת ניתוק אחידה על פני כל הרקמות של הלבלבבות של הלבלבבות של הלבלבבות נשאר מאתגרות זו, אך עשוי להיות מנקה פנימית של טכניקות הידרו-מרחבית, אך עשוי לשפר את הגמישות מתקדמת.

השפעות על השפעות על סיכון אונקוגני

הפחתה של הכבד, spleen, ואיברים אחרים יכולים להוביל ביטוי בלתי מוקרן של גורמים רגנרטיביים, שעלול לגרום hepatocarcinogenesis או ectopic אינסולין הסודי המוביל hypoglycemia. Pancreas-מקדם באופן פעיל (למשל, אינסולין ארוך מקדם), קידום מכירות), לעזור להגביל ביטוי, אבל דליפת נשארות דליפות נשארות נטייה לגילוי סרטן הרחם, אך גורם דלקתי סרטן הרחם אינו הכרחי, אך גורם לסרטן דלקתי סרטן טרמפגן, עלול לדכא סרטן טרמפנטימי, אך גורם לסרטן דלקתי סרטן לטווח ארוך, אך גורם לסרטן דלקתי, אך גורם דלקתי סרטן דלקתי, אך גורם דלקתי סרטן דלקתי סרטן דלקתי סרטן דלקתי, אך אינו מזיק לטווח ארוך, אך גורם דלקתי, אך גורם דלקתי, אך גורם דלקתי דם לטווח ארוך, אך גורם, אך גורם דלקתי, אך גורם, אינו מזיק, אינו מזיק, אינו מזיק, עלול לדלקתי, אך גורם לדלקתני, אך גורם לדלקתני, אך גורם לסרטן דלקתי, אך גורם לדלקתני, אך גורם לסרטן דלקתי, עלול לדלקתני, אך גורם לסרטן דלקתי, אך גורם לסרטן דלקתי, אך אינו מזיק לטווח ארוך, אך גורם לסרטן דלקתי,

אסטרטגיות עתידיות ואסטרטגיות מתפתחות

הדור הבא של מערכות משלוח וקטור ויראלי עבור התחדשות תאי בטא יכיל חידושים מרובים: קפסדים חכמים, ביטוי גנים מבוקר, שילוב טיפולים טריטוריאליים, וממשל פולשני מינימלי.

עיצוב Vector

למידת מכונה ואינטליגנציה מלאכותית משמשים לתכנון גרסאות קפריזידיות סינתטיות עם תכונות אופטימליות. Libraries של מיליוני רצפי עריכת קודר יכול להיות מווקרן במהירות באמצעות הדור הבא של ריצוף כדי לזהות גרסאות כי באופן סלקטיבי transduce תאים אנושיים beta בעוד evaing נוגדנים ספציפיים משלוחים (תוספת עלייה ניטרלית) הוא השימוש של וירוסים "מדווחים" - וקטורים משלבים אלמנטים של וירוסים שונים של HIV, בנוסף לתכונות גבוהות יותר של נוגדנים.

שילוב עם Cell Therapy ו- Biomaterials

הטיפול הגנרטיבי האולטימטיבי עשוי לדרוש שילוב של שינוי גנים ex vivo של תאי בטא תאי גזע ו in vivo משלוח ויראלי לתמוך הישרדות ft.לדוגמה, תאי בטא תאי גזע נשלטים יכול להיות מועבר עם ⁇ iVals ⁇ s ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

גישה לאספקה פולשנית

מתקדם ברדיולוגיה התערבותית, כגון הזרקת אולטרסאונד מונחה לתוך parenchyma הלבלב, לאפשר משלוח ממוקד עם הפחתה של הדמיה בזמן אמת באמצעות אולטרסאונד חד פעמי או מובילי וקטורים חד-משמעיים MRI יכול לאשר הפצה.בנוסף, transdermal microneavedle ממצופה עם וקטורים ויראליים מפותחים עבור הקלה בכאב, עצמית מסירה דרך טיפול גנטי זמין עדיין.

טיפול גנטי

רקע גנטי משפיע על התגובות לVis ויראליים ואת הסיכון של אוטואימוניות. טיפולים עתידיים עשויים להיות מותאמים לסוג HLA של המטופל, נייטרלי פרופיל נוגדנים גוף, וגורם בסיסי לאובדן תא בטא.עבור חולים עם סוכרת מונוגנית (למשל, MODY), תיקון גנטי מדויק באמצעות AAV-או מיילדות-חוסן-חוסן-חוסן יכול לשחזר את ייצור האינסולין אנדוגני עבור סוכרת מסוג 1 החיסון יכול לגרום לאבחון גנטי מתמשך.

מסקנה

טכנולוגיית וקטור ויראלית התקדמה משמעותית בתגברות המחסומים להתחדשות תאי בטא.שיפור הנדסה, שיפור יעילות הפחתת ההפחתה, אינטגרציה חלקה עם כלים לעריכה גנים הביאו טיפול גנטי לסוכרת לסף אימות קליני. בעוד אתגרים הקשורים לבטיחות, עמידות, ומשלוח ממוקד נמשך, צינור של וקטורים להשקעה הבאה - בשילוב עם התקדמות בתאים ומשחזרים את הטיפול התרופתיחתומים - בקרוב עם טיפול ויראלי של אנשים עם טיפול תרופתי ומערכת טיפול תרופתית של טיפול תרופתי.

(ב) ◄ .

  • (FLT:0) סקירת רפואה טבעית על טיפול גנטי של AV עבור מחלות מטבוליות
  • מחקר שפורסם ב-AAV-mediated Beta cell regeneration בניו יורק ב-MinipigsFLT:1
  • (ב) ⁇ :0ClinicalTrials.gov: AAV אינסולין שלב טיפול בגנים I (NCT01895218)FLT:1
  • (ב) ,0)Cell Reports Medicine: מהנדסי AAV capids עבור ייעודו של צומת:1
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇