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基因疗法从科研走向临床应用的关键问题——如何对载体进行优化?

Time:2024年11月18日 Read:138 评论:0

cliniVecTM——临床前和临床研究载体优化

在基因疗法的开发过程中,一个优秀的基因递送载体必须能够实现从科学研究到临床前研究的平滑过渡。与科研载体设计相比,临床应用中的载体设计需要综合考虑更多的关键要素,包括细胞和基因治疗产品的疗效、安全性以及可制造性等。为了确保基因疗法药物的最终效果,优化载体设计是必不可少的,且需要细致考察多个因素。


载体效用考量













对于每一个载体元件,其序列都必须经过深入的设计和实验测试以确保其发挥良好的作用。由于启动子序列可显著影响基因表达水平,因此通过仔细调整这一区域的序列可以显著提高载体的效用。此外,通过优化治疗性基因的编码序列,也可以促进基因被正确翻译,增加其有效表达。

对于细胞和基因疗法开发,还可以采取优化GC含量和CpG岛等策略实现优化效果。此外,还需要应对隐性剪接位点和过早的polyA信号等挑战性问题,以此确保mRNA/IDR三级结构经过优化后达到较低水平。

除了载体序列本身,载体组件的位置排列对于顺利地实现载体功能以及最大限度地减少非必要的序列相互作用也有显著影响。此外,通过选择适当的载体系统,优化包膜蛋白或衣壳以靶向特定组织,可以提升基因递送的效率,进一步促进临床试验的成功。

图1 云舟生物比较了使用不同的启动子序列驱动表达的治疗性基因药效。图中展示了接受重组AAV9基因替代疗法的小鼠生存率。实验还同时观察了野生型对照和未接受治疗的突变型小鼠。


安全性考













安全性对于细胞和基因治疗载体在临床环境中的成功应用至关重要。药物开发人员必须考虑各种涉及安全性的因素,包括抗生素选择、含有病毒来源的调控元件以及载体成分的毒性和免疫原性。

由于许多常用的抗生素不符合临床法规,因此在临床前载体中选择抗生素筛选标记显得尤为重要,建议从临床前阶段开始使用卡那霉素。此外,相比于ORF,常用的WPRE调控元件也具有安全性问题,对此可选择WPRE3或突变型WPRE等替代序列。


可制造性考量













基因治疗载体的可制造性涉及多种因素,包括需要确保上游和下游过程的可扩展性、产量和质量的可重现性以及法律合规性等。通过考量载体骨架、宿主菌优化和发酵条件测试,可提高载体生产的质量和产量;而通过优化临床前载体的特定产量和体积产量,则可带来更高质量的DNA和更具成本效益的载体生产。

图2 云舟生物通过宿主菌优化和骨架优化提升载体产量。载体克隆使用了不同的骨架,在实验室规模下进行发酵测定特定产量(柱)和体积产量(点)。


序列筛选













云舟生物的cliniVec™设计团队与体内体外筛选服务专家密切合作,可为您筛选应用于基因治疗的各种载体序列。我们提供包括载体衣壳序列筛选、启动子和编码序列筛选等多种类型的筛选项目,以及从文库构建到NGS测序和验证的端到端筛选服务。与我们的cliniVec™设计团队合作,您将获得量身定制的高精度且可靠的序列筛选解决方案,实现更高的载体开发的成功率。

图3 云舟生物采用衣壳进化筛选方法后的新型AAV衣壳。AAV转导小鼠颈椎,对比衣壳优化前的传统血清型AAV与优化后的新型衣壳AAV的转基因(CMV>EGFP)递送效率。


cliniVecTM载体优化项目













关于云舟生物

云舟生物科技(广州)股份有限公司创建于2014年,是世界知名分子生物学家蓝田博士创办的基因递送领军企业,在全球设有10余家子公司和办事处,2023年晋升为全球独角兽企业。

云舟生物独创“VectorBuilder”平台(即“载体家”),开启了定制化基因载体的商品化时代,已累计向全球90多个国家和地区超4500家科研院校和制药公司提供服务,成果被上千篇Science、Nature、Cell等全球顶尖科研期刊广泛引用。

云舟生物的基因药物CRO、CDMO项目遍布北美、欧洲、日本等多个国家和地区,已成功助力全球数十个项目成功开展IIT或IND研究,其中GMP级别的质粒和慢病毒载体已获得美国FDA的IND正式批准,用于在美国的多中心临床试验。

云舟生物致力于系统性攻克基因递送行业的关键技术瓶颈,为行业和世界创造不可取代的价值。


 
             
 
             

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