Lecture VI. Viral vectors continued... 27th November

Podobne dokumenty
Wektory wirusowe. Wykład IV i V

Zasady i perspektywy terapii genowej

Wirusowe nośniki genów w neurobiologii

Clinical Trials. Anna Dziąg, MD, ąg,, Associate Director Site Start Up Quintiles

Machine Learning for Data Science (CS4786) Lecture11. Random Projections & Canonical Correlation Analysis

Serotypy wirusów związanych z adenowirusami

Konstruowanie preparatów genowych dla celów terapii genowej wynika bezpośrednio

Zarządzanie sieciami telekomunikacyjnymi

deep learning for NLP (5 lectures)

Bioinformatyka wykład I.2009

Pro-tumoral immune cell alterations in wild type and Shbdeficient mice in response to 4T1 breast carcinomas

TERAPIA GENOWA. dr Marta Żebrowska

Hard-Margin Support Vector Machines

CHARAKTERYSTYKA PRZEDMIOTU Pracownia Informatyczna 1 PRACOWNIA INFORMATYCZNA 2018/2019 MAGDA MIELCZAREK 1

Public gene expression data repositoris

PODSTAWY BIOINFORMATYKI WYKŁAD 4 ANALIZA DANYCH NGS

mgr Ewa Bukowska Promotor: dr hab. n. med. Magdalena Malejczyk Katedra Dermatologii i Wenerologii

Rev Źródło:

Inquiry Form for Magnets

The Overview of Civilian Applications of Airborne SAR Systems

Proposal of thesis topic for mgr in. (MSE) programme in Telecommunications and Computer Science

Wojewodztwo Koszalinskie: Obiekty i walory krajoznawcze (Inwentaryzacja krajoznawcza Polski) (Polish Edition)

HemoRec in Poland. Summary of bleeding episodes of haemophilia patients with inhibitor recorded in the years 2008 and /2010

Czy mamy dowody na pozalipidoweefekty stosowania statyn?

DETECTION OF MATERIAL INTEGRATED CONDUCTORS FOR CONNECTIVE RIVETING OF FUNCTION-INTEGRATIVE TEXTILE-REINFORCED THERMOPLASTIC COMPOSITES

Domy inaczej pomyślane A different type of housing CEZARY SANKOWSKI

Network Services for Spatial Data in European Geo-Portals and their Compliance with ISO and OGC Standards

Grzegorz Satała, Tomasz Lenda, Beata Duszyńska, Andrzej J. Bojarski. Instytut Farmakologii Polskiej Akademii Nauk, ul.

BIOLOGICZNE BAZY DANYCH (1) GENOMY I ICH ADNOTACJE

Tychy, plan miasta: Skala 1: (Polish Edition)

Katarzyna Durda STRESZCZENIE STĘŻENIE KWASU FOLIOWEGO ORAZ ZMIANY W OBRĘBIE GENÓW REGULUJĄCYCH JEGO METABOLIZM JAKO CZYNNIK RYZYKA RAKA W POLSCE

INDUCED PLURIPOTENT STEM CELLS ipsc FOR GENE THERAPY

BIOLOGICZNE BAZY DANYCH (2) GENOMY I ICH ADNOTACJE. Podstawy Bioinformatyki wykład 4

TTIC 31210: Advanced Natural Language Processing. Kevin Gimpel Spring Lecture 8: Structured PredicCon 2

Czynniki genetyczne sprzyjające rozwojowi otyłości

KS-342 IKS-342 Pirometr monochromatyczny podczerwieni KS-342 KS-342 jest wyprodukowany by kontrolować i regulować temperaturę topnienia poprzez bezkon

Good Clinical Practice

Wykład III. Nośniki chemiczne plazmidowego DNA

Typ MFPCR FOR THE MOST DEMANDING REQUIREMENTS ON THE PURITY OF INDOOR AIR, WORKSTATIONS, AND DEVICES

GLIKOLOWE PRZEMYSŁOWE CHŁODNICE POWIETRZA BRINE UNIT COOLERS

Weronika Mysliwiec, klasa 8W, rok szkolny 2018/2019

PORTS AS LOGISTICS CENTERS FOR CONSTRUCTION AND OPERATION OF THE OFFSHORE WIND FARMS - CASE OF SASSNITZ

Few-fermion thermometry

Machine Learning for Data Science (CS4786) Lecture 11. Spectral Embedding + Clustering

Ocena wpływu ludzkiego antygenu leukocytarnego HLA B5701 na progresję zakażenia HIV 1 i odpowiedź na leczenie antyretrowirusowe.

Key Info. Some white chocolates are taken out of the box. There are now 30 chocolates in the box. The number of white chocolates has halved.

INSPECTION METHODS FOR QUALITY CONTROL OF FIBRE METAL LAMINATES IN AEROSPACE COMPONENTS

Analysis of Movie Profitability STAT 469 IN CLASS ANALYSIS #2

SNP SNP Business Partner Data Checker. Prezentacja produktu

S U WA K I K R Z Y W K O W E

ARNOLD. EDUKACJA KULTURYSTY (POLSKA WERSJA JEZYKOWA) BY DOUGLAS KENT HALL

Raport bieżący: 44/2018 Data: g. 21:03 Skrócona nazwa emitenta: SERINUS ENERGY plc

Presented by. Dr. Morten Middelfart, CTO

KWESTIONARIUSZ OCENY RYZYKA / INSURANCE QUESTIONNAIRE

Key Info. Some white chocolates are taken out of the box. There are now 30 chocolates in the box. The number of white chocolates has halved.

UMOWY WYPOŻYCZENIA KOMENTARZ

PRZEDSIEBIORSTWO LUSARSKO-BUDOWLANE LESZEK PLUTA

POLITYKA PRYWATNOŚCI / PRIVACY POLICY

Typ TFP FOR CRITICAL AIR CLEANLINESS AND VERY CRITICAL HYGIENE REQUIREMENTS, SUITABLE FOR CEILING INSTALLATION

Medical electronics part 10 Physiological transducers

THE INVESTMENT AREAS - BYTOM, LEŚNA STREET TERENY INWESTYCYJNE - BYTOM, ULICA LEŚNA

DELTA 600 corner left with TÜV certi ed

DELTA 600 corner right with TÜV certi ed

Sargent Opens Sonairte Farmers' Market

Effective Governance of Education at the Local Level

Typ VME FOR THE MEASUREMENT OF VOLUME FLOW RATES IN DUCTS

Zakopane, plan miasta: Skala ok. 1: = City map (Polish Edition)

TTIC 31210: Advanced Natural Language Processing. Kevin Gimpel Spring Lecture 9: Inference in Structured Prediction

Umowa Licencyjna Użytkownika Końcowego End-user licence agreement

03 April kwietnia 2015 r. Zmiana satelity dostarczającego sygnał Animal Planet HD. Change of Delivery Satellite for Animal Planet HD

AGREGATY W WERSJI CHŁODZĄCEJ I POMPY CIEPŁA

kdpw_stream Struktura komunikatu: Status komunikatu z danymi uzupełniającymi na potrzeby ARM (auth.ste ) Data utworzenia: r.

European Crime Prevention Award (ECPA) Annex I - new version 2014

OPBOX ver USB 2.0 Mini Ultrasonic Box with Integrated Pulser and Receiver

Program szkolenia: Fundamenty testowania

DM-ML, DM-FL. Auxiliary Equipment and Accessories. Damper Drives. Dimensions. Descritpion

Dywergencja/konwergencja połączeń między neuronami

MaPlan Sp. z O.O. Click here if your download doesn"t start automatically

Stargard Szczecinski i okolice (Polish Edition)

Lecture 18 Review for Exam 1

WENTYLATORY PROMIENIOWE SINGLE-INLET DRUM BĘBNOWE JEDNOSTRUMIENIOWE CENTRIFUGAL FAN

Probability definition

Leki biologiczne i czujność farmakologiczna - punkt widzenia klinicysty. Katarzyna Pogoda

HOW MASSIVE ARE PROTOPLANETARY/ PLANET HOSTING/PLANET FORMING DISCS?

BIOTECHNOLOGIA MEDYCZNA

Przetworniki. Przetworniki / Transducers. Transducers. Przetworniki z serii PNT KON PNT CON Series Transducers

ZM-GOT couplers to build linear fixtures composed into multi angle patterns

EXCEL PL PROGRAMOWANIE PDF

Wykład XI. Terapia genowa chorób monogenowych

G14L LPG toroidal tank

EXAMPLES OF CABRI GEOMETRE II APPLICATION IN GEOMETRIC SCIENTIFIC RESEARCH

Macromolecular Chemistry

Karpacz, plan miasta 1:10 000: Panorama Karkonoszy, mapa szlakow turystycznych (Polish Edition)

Rozpoznawanie twarzy metodą PCA Michał Bereta 1. Testowanie statystycznej istotności różnic między jakością klasyfikatorów

Przewody elektroenergetyczne z izolacją XLPE

ERASMUS + : Trail of extinct and active volcanoes, earthquakes through Europe. SURVEY TO STUDENTS.

y = The Chain Rule Show all work. No calculator unless otherwise stated. If asked to Explain your answer, write in complete sentences.

Fig. S1 A. B. control Bortezomib. control Bortezomib. Rela ative expression N.D. MYC BCL2 XIAP TNF IL6

Wykład VI. Regulacja ekspresji genów w terapii genowej

KOMPLETY POKOJOWE. INESS wymiary kompletu / set size: wys./szer./gł.: 1880/2400/580 mm ROOM SETS INESS

Transkrypt:

Lecture VI Viral vectors continued... 27th November

Vectors Non-viral/plasmids Viral naked DNA Lipoplexes RNA Retroviruses (including lentiviruses) DNA Adenoviral AAV Herpes complexes with Viroplexes other chemicals (lipoplexes enriched In specific viral proteins)

Viral vectors Integrating Lentiviral -retroviral -AAV (limited) Non-integrating Adenoviral HSV Integration depends on: -LTR sequences and integrase (retroviruses) - ITR seqeuences and rep proteins (AAV)

Kay et al., Nature Medicine 7, 33-40 (2001) Generic strategy for engineering a virus into a vector.

Transduction of a target cell Kay et al., Nature Medicine 7, 33-40 (2001)

AAV vectors adeno-associated associated viral vectors

AAV adenovirus

Infectious cycle of AAV

Cell infection through heparan sulphate binding co-receptors: α V β 5 and FGF-2 receptor

Adeno-associated viruses AAV Small, non-pathogenic single stranded DNA viruses For replication require additional genes delivered by other viruses (adenoviruses or herpes simplex viruses) Genom AAV 4681 nucleotides, at both ends there are 145 nt-long ITR (inverted terminal repeats) ITR necessary in cis initiation of replication - packaging signal - integration into genom

AAVs insigth AAV genome is a linear single stranded DNA flanked by inverted terminal repeats ITR(145nt); The genome has 2 genes: -cap (encodes viral capsid protein) -rep (encodes 4 overlapping Rep proteins)

AAV genome organization

Site-specific integration AAV integrates usually stably into a specific site on chromosome 19q13.3 (AAVS1) Integration region- AAVS1 (RBS,TRS) Rep78 and Rep68 bind to a 109 bp DNA fragment near AAVS1 and can mediate complex formation (DNA of chromosome 19 and AAV harpin DNA) Viral DNA replication within AAVS1 are likely involved in sitespecific integration;

AAV serotypes 11 serotypes are known AAV-2 serotype is the most commonly used Different serotypes can employ various receptors to enter the cells - AAV-2: heparan sulphate - AAV-1 & AAV-5 sialic acid - AAV-5 co-receptor: PDGF-B receptor

AAV vector trafficking

AAV vectors removal of rap and cap genes transgene insertion ITR ITR

Ways of production of AAV vectors - dependent on helper vector - helper-vectors independent

Construction of AAV vectors system with helper adenoviral co-infection with adenovirus packaging cells adenovirus recombinant AAV

Production of AAV vectors it is safer to omit helper adenovirus

AAV Helper-Free System For production of AAV vectors only three sets of AAV vectors are required: E1, E2A, E4 & VA

Vectors in AAV helper-free system

Helper-free production of AAV vectors (2)

AAV vectors features - due to the lack of Rep68 and Rep78 the specific integration into chromosom 19 is lost - unspecific integration (low efficacy, about 5-10%) - episomal expression - because of non-immunogenic nature the episomal expression in non-dividing cells can be long-term

AAV-2 vectors tropism to skeletal muscles

AAV vectors, in contrast to adenoviral, can provide long-term expression serce myszy Champion et al., Circulation 2003

Adeno-Associated Virus Vectors Targeting Courtesy of Andrzej Rutkowski

AAV cell entry via heparin sulfate proteoglicans (HSPG) direct membrane co-receptors: HSPG a v ß 5 integrin FGFR1 Cell entry is independent on adenovirus presence. after B. J. Carter

Different transduction efficiency of AAV-2 viral vectors

Different transduction efficiency of AAV-2 viral vectors Endothelial Bronchial epithelial Vascular smooth muscle Skeletal muscle

Targeting of AAV vectors to endothelial cells GFP 587-SIGYPLP pxx6 AAVsig Nicklin et al. Mol. Ther.. 2001 vol. 4 (2)

Targeting of AAV vectors to endothelial cells AAVsig HUVEC HSVEC 10,000 vector particles/cell wtaav 5.9-fold 28.2-fold HUVEC HSVEC Mol. Ther. 2001 vol. 4 (2)

Methods enhancing the effectiveness of AAV vectors Jazwa et al.,, Curr Gene Therapy, 2006, in press A) transcapsidation B) bi-specific antibody ITR 5 AAV2 transgene 3 ITR AAV9 Rep Cap AAV2/9 cell-surface receptor (for e.g. endothelial cell) C) mosaic capsid D) chimeric capsid Rep1 Cap1 Rep2 Cap2 ITR 5 SIGYPLP 3 ITR Rep Cap 19/1 3/1 1/1 1/3 1/19 Different ratios of plasmids AAVsig

Targeting of AAV vectors usage of different serotypes

Features of AAV vectors 1. Long term expression Advantages 2. High efficiency of transduction of many cell types 3. Non-pathogenic viruses. Low risk of cellular immune response, which is additionaly limited by removal of viral sequences Limitations 1. Unspecific integration 2. Small capacity max. 4 kbp 3. Low efficiency of transduction of certain cell types targeting might berequired 4. Difficulty of production in sufficient titer for in vivo work 5. Risk of humoral immunity: antibodies detect capsid proteins

AAV- concatamerisation

Application of AAV in clinical gene therapy 1. Nervous system diseases Canvan disease 2. Cystic fibrosis 3. Haemophilia transfer of factor IX 4. Muscular dystrophy

Other vectors

HSV Herpes simplex viruses

Other delivery systems - alpha-viruses - baculoviruses

Other viral vectors 1.retro-adenoviral vectors: contains LTR of retrovirus, capsid and other genome features of adenovirus 2. Polio virus, hepatatis A virus 3. Ebola virus lentiwiral vectors containing proteins of Ebola virus capsid - infects cells of respiratory epithelium

Viral vectors in clinical gene therapy

Verma & Weitzmann, Ann Rev Biochem 2005

Phases of clinical trials Pre-clinical Clinical Revision Post marketing

Phases of clinical trials

Registered drugs are only a portion of all tested

Clinical trials of gene therapy 1989-2004

Construction of 1st generation of adenoviral vectors

Decreasing of recombination risk

Adenoviral vectors in cardiovascular gene therapy

Construction of helper-dependent viruses ψ loxp loxp molekularne nozyczki Wirus pomocniczy ψ Packaging cells Wektor gutless Leczniczy gen Sygnal pakowania DNA do kapsydu zostal wyciety NIE pakuje sie do kapsydow Produkuje bialka kapsydow, Pakuje sie do gotowych kapsydow

Transfer of helper-dependent gutless vector harboring apoe gene protects from atherosclerosis apoe-/- control HdAd-gen gen-apoe Tętnica myszy chorej Tętnica myszy zdrowej

Transfer of leptin gene to ob/ob mice reduces obesity Myszy ob/ob mysz kontrolna Morsy et al. 1998. Proc Natl Acad Sci USA 95:7866-7871. mysz leczona

Wirus opryszczki (HSV-1) Zalety bardzo duży genom 152 kbp liniowy, dwuniciowy DNA, zawiera przynajmniej 84 geny (ciągłe) około połowa tych genów jest zbędna dla replikacji wirusa. Możliwość wprowadzania transgenów o długości przynajmniej 30 kb Możliwość uzyskiwania dużej liczby kopii cząstek wirusa Nieotksyczne, mogą przebywać w stanie latencji przez długi okres czasu w komórkach Transdukują liczne typy komórek Ograniczenia Brak doświadczenia z zastosowaniem rekombinowanych herpeswirusów u pacjentów Problemy z nacelowaniem transdukcji na określony typ komórek

Zastosowanie wektorów w HSV-1 Badania eksperymentalne: 1. Nowotwory, w tym nowotwory układu nerwowego 2. Choroby obwodowegi układu nerwowego 3. Chorby centralnego układu nerwowego 4. Uszkodzenie rdzenia kręgowego 5. Leczenie bólu transfer do nerwów czuciowych wydaje się być najbardziej obiecujący