MRI-Smerované podávanie AAV v modeloch mozgu NHP pre génovú terapiu CNS

Génová terapia centrálneho nervového systému zostáva technicky náročná, pretože terapeutické látky musia prekonať hematoencefalickú{0} bariéru, dosiahnuť presné anatomické ciele a dosiahnuť kontrolovanú distribúciu v rámci komplexných nervových okruhov. Pri terapiách založených na AAV- je často potrebné lokálne intraparenchymálne podanie na zlepšenie regionálnej špecifickosti a zníženie systémovej expozície.

Prehľadový článok ​"Guided delivery of adeno-asociated viral vectors into the primát brain"​ od Salegio et al., publikovaný v Advanced Drug Delivery Reviews v roku 2012; 64(7):598–604, DOI: 10.1016/j.addr.2011.10.005, zhŕňa akoMRI-riadená konvekcia-zdokonalené zobrazovanie, stereotaktické zacielenie a dizajn kanyly-odolnej voči refluxu môžu zlepšiť podávanie vektora AAV v mozgu primátov. Tento článok je relevantný najmä pre biofarmaceutické spoločnosti vyvíjajúce génové terapie CNS, ktoré vyžadujú spoľahlivé translačné údaje primátov (okrem človeka).

Článok popisuje platformu na dodávanie NHP CNS pomocou vektorov AAV, najmä AAV2, podávaných prostredníctvomkonvekčným-doručovaním. CED aplikuje tlakový gradient z hrotu kanyly na distribúciu makromolekúl cez mozgové intersticiálne priestory, čo umožňuje širšie pokrytie tkaniva ako samotná difúzia.

Kľúčovým metodologickým pokrokom bola ko-infúzia AAV2 s gadoteridolom, čo je MRI-viditeľný indikátor. Autori uviedli, že distribúcia signálu MRI v reálnom čase koreluje s následnou expresiou transgénu v mozgu NHP, čo podporuje gadoteridol ako náhradný marker pre distribúciu vektorov počas infúzie.

Recenzovaná platforma tiež integrovala na lebke{0}}zameriavacie zariadenie,-plánovací softvér založený na MRI a CED kanylu odolnú voči refluxu-. Vo validačných štúdiách NHP systém podporoval podávanie do kaudátu, putamenu, talamu, substantia nigra, subtalamického jadra a hipokampu, pričom umiestnenie hrotu kanyly bolo hlásené v rámci ​<1 mm of the visually identified target site.

Článok zdôrazňuje niekoľko cieľových bodov, ktoré sú vysoko relevantné pre predklinické štúdie CNS NHP.

Po prvé, anatomická presnosť zacielenia je nevyhnutná, pretože malé chyby umiestnenia môžu viesť k úniku, mimo{0}}distribúcii cieľa alebo neúplnému pokrytiu tkaniva. V putamene bolo umiestnenie kanyly do 3 mm alebo menej od určitých susedných štruktúr spojené s horším zadržiavaním, zatiaľ čo zóny optimalizovaného umiestnenia zlepšili distribúciu špecifickú pre cieľ-.

Po druhé, monitorovanie pomocou magnetickej rezonancie v reálnom čase{0}} umožňuje vyšetrovateľom pozorovať distribúciu infúzie počas procedúry, a nie spoliehať sa len na analýzu post{1}}zabitia. To môže pomôcť včas identifikovať reflux, ventrikulárny únik a nedostatočné pokrytie.

Po tretie, rýchlosť infúzie je kritická procedurálna premenná. Včasné štúdie génovej terapie založené na CED- používali rýchlosť infúzie ​<1 μL/min and relatively small infusion volumes of 50 μL because visual feedback was unavailable. Later work showed that reflux-resistant cannulae tolerated infusion rates up to 5 μL/min, while significant reflux was observed at 8 μL/min.

Jedným z dôležitých poznatkov je, žeCED pod vedením MRI-môže poskytnúť intra{0}}operačnú spätnú väzbu počas infúzie AAV, zlepšiť kontrolu postupu a znížiť neistotu v štúdiách podávania do CNS.

Článok tiež opisuje talamické podávanie ako stratégiu pre širšiu expresiu kortikálnych transgénov. Talamus obsahuje 50 – 60 jadier a v jednom príklade NHP bolo 300 μl AAV2-hGDNF/indikátor infúziou do ľavého a pravého talamu bez hláseného úniku, refluxu alebo nepriaznivých behaviorálnych účinkov. Následne bola pozorovaná rozsiahla talamická distribúcia a robustná expresia kortikálnych transgénov.

Pri podávaní bazálnych ganglií autori zdôrazňujú, že transport AAV2-GDNF sa javí prevažne anterográdny, a nie retrográdny. To podporuje skôr striatálne než nigrálne dodávanie pre určité stratégie génovej terapie Parkinsonovej choroby a zdôrazňuje dôležitosť výberu cieľov dodania na základe nervových obvodov, nielen chirurgickej dostupnosti.

Hoci tento prehľad poskytuje cenné usmernenie, pri vývoji moderných liekov by sa malo zvážiť niekoľko obmedzení. Po prvé, ide skôr o prehľadový článok než o jednu kontrolovanú štúdiu účinnosti, takže jej závery sa najlepšie použijú na informovanie návrhu štúdie, a nie na priame referenčné hodnoty účinnosti. Po druhé, článok sa zameriava hlavne na AAV2, zatiaľ čo súčasné potrubia CNS často používajú upravené kapsidy, alternatívne sérotypy a modifikované expresné systémy. Každý vektor sa môže líšiť v tropizme, kinetike expresie, biodistribúcii a imunitnom profile.

Okrem toho distribúcia viditeľnej značky MRI- zostáva náhradným údajom. Pre robustnú translačnú interpretáciu by sponzori mali kombinovať zobrazovanie s biodistribúciou vektorového genómu, expresiou transgénu, histopatológiou, neurobehaviorálnym monitorovaním a farmakodynamickými koncovými bodmi.

V spoločnosti Prisys Biotech, našaFarmakologická platforma NHP CNSpodporuje prispôsobený návrh štúdie doručenia CNS primátom (okrem človeka) a integrované anatomické hodnotenie založené na MRI-s koncovými bodmi translačnej účinnosti. Tieto schopnosti pomáhajú sponzorom prepojiť presnosť doručenia s biologickými výsledkami, vrátane biologickej distribúcie vektorov, zapojenia cieľa, zmien správania a pozorovaní bezpečnosti.

Tento článok posilňuje kľúčový princíp génovej terapie CNS: stratégia dodávania je súčasťou stratégie terapeutického produktu. Vektorový dizajn, anatomický výber cieľa, umiestnenie kanyly, objem infúzie, rýchlosť infúzie a{1}}monitorovanie v reálnom čase ovplyvňujú to, či terapia dosiahne zamýšľané tkanivo a poskytne interpretovateľné údaje o účinnosti.

Pre biofarmaceutické spoločnosti,Modely NHPsú obzvlášť cenné, keď terapeutický výkon závisí od{0}}relevantnej anatómie mozgu primátov a neurálnej konektivity. Štúdie na hlodavcoch môžu podporiť skorý dôkaz--koncepcie, ale nedokážu plne reprodukovať rozsah a štrukturálnu zložitosť cieľov CNS primátov, ako sú putamen, talamus, substantia nigra a kortikálne projekčné systémy.

Prisys Biotech pomáha globálnym sponzorom previesť tieto princípy do vykonateľných predklinických programov NHP, vrátane hodnotenia uskutočniteľnosti, stereotaktického plánovania dodávky, dlhodobého monitorovania, stratégie odberu vzoriek a integrovanej interpretácie účinnosti.

Ak chcete diskutovať o tom, ako môže naša predklinická hodnotiaca služba génovej terapie NHP CNS podporiť vaše AAV alebo biologické potrubie, kontaktujte spoločnosť Prisys Biotech a požiadajte o konzultáciu prispôsobeného návrhu štúdie.

Kontaktujte Prisys Biotech

Referencie

• Salegio EA, Samaranch L, Kells AP, Forsayeth J, Bankiewicz KS. Riadené dodávanie adeno-asociovaných vírusových vektorov do mozgu primátov.​ Advanced Drug Delivery Reviews. 2012;64(7):598–604. DOI: 10.1016/j.addr.2011.10.005.
• Bobo R, Laske D, Akbasak A, Morrison P, Dedrick R, Oldfield E. Konvekcia-zvýšená dodávka makromolekúl v mozgu.​ PNAS. 1994;91:2076–2080. DOI: 10.1073/pnas.91.6.2076.
• Su X, Kells AP, Aguilar Salegio EA, Richardson RM, Hadaczek P, Beyer J, Bringas J, Pivirotto P, Forsayeth J, Bankiewicz KS. MR zobrazovanie v reálnom čase pomocou Gadoteridolu predpovedá distribúciu transgénov po konvekcii-zvýšenej aplikácii vektorov AAV2.​ Molecular Therapy{5}};18:1490–1495. DOI: 10.1038/mt.2010.114.
• Richardson RM, Kells AP, Martin AJ, Larson PS, Starr PA, Piferi PG, Bates G, Tansey L, Rosenbluth KH, Bringas JR, Berger MS, Bankiewicz KS. Nová platforma pre MRI -riadenú konvekciu- vylepšenú dodávku terapeutík: predklinické overenie v mozgu primátov.​ Stereotaktická a funkčná neurochirurgia. 2011;89:141–151. DOI: 10.1159/000323544.