МРТ-Управляемая доставка AAV в моделях мозга NHP для генной терапии ЦНС

Генная терапия центральной нервной системы остается технически сложной задачей, поскольку терапевтические агенты должны преодолевать гематоэнцефалический барьер, достигать точных анатомических целей и достигать контролируемого распределения в сложных нервных цепях. Для терапии на основе AAV-часто требуется локальная интрапаренхиматозная доставка для улучшения региональной специфичности и снижения системного воздействия.

В обзорной статье «Направляемая доставка адено-ассоциированных вирусных векторов в мозг приматов» Саледжио и др., опубликованной в журнале Advanced Drug Delivery Reviews в 2012 году;64(7):598–604, DOI: 10.1016/j.addr.2011.10.005, резюмируется, какМРТ-управляемая конвекция-улучшенная доставка, стереотаксическое нацеливание и конструкция канюли,-устойчивой к рефлюксу, могут улучшить введение вектора AAV в мозг приматов. Статья особенно актуальна для биофармацевтических компаний, разрабатывающих методы генной терапии ЦНС, которым требуются надежные данные трансляции, отличные от-человека у приматов.

В документе описывается платформа доставки NHP в ЦНС с использованием векторов AAV, в частности AAV2, вводимых черезконвекция-улучшенная доставка. CED применяет градиент давления от кончика канюли для распределения макромолекул через интерстициальные пространства мозга, обеспечивая более широкий охват тканей, чем только диффузия.

Ключевым методологическим достижением стала совместная-инфузия AAV2 с гадотеридолом, индикатором,-видимым при МРТ. Авторы сообщили, что распределение сигналов МРТ в реальном времени коррелирует с последующей экспрессией трансгена в мозге NHP, что подтверждает, что гадотеридол является суррогатным маркером распределения вектора во время инфузии.

Рассматриваемая платформа также включала в себя -монтируемое на черепе устройство прицеливания, программное обеспечение для планирования на основе МРТ- и канюлю CED,-устойчивую к рефлюксу. В валидационных исследованиях NHP система поддерживала доставку в хвостатое тело, скорлупу, таламус, черную субстанцию, субталамическое ядро ​​и гиппокамп, при этом о размещении кончика канюли сообщалось в течение ​<1 mm of the visually identified target site.

В статье выделены несколько конечных точек, которые весьма актуальны для доклинических исследований ЦНС NHP.

Во-первых, анатомическая точность нацеливания имеет важное значение, поскольку небольшие ошибки размещения могут привести к утечке, не-нецелевому распределению или неполному охвату ткани. В скорлупе размещение канюли в пределах 3 мм или менее от определенных соседних структур было связано с более плохим сдерживанием, тогда как оптимизированные зоны размещения улучшали целевое-специфическое распределение.

Во-вторых,-мониторинг МРТ в реальном времени позволяет исследователям наблюдать за распределением инфузата во время процедуры, а не полагаться только на посмертный анализ. Это может помочь на ранней стадии выявить рефлюкс, утечку желудочков и неадекватное покрытие.

В-третьих, скорость инфузии является критической процедурной переменной. В ранних исследованиях генной терапии, основанных на CED-, использовались скорости инфузии ​<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.

Одним из важных выводов является то, чтоКЭД под контролем МРТ-может обеспечить интра-оперативную обратную связь во время инфузии AAV, улучшая процедурный контроль и уменьшая неопределенность в исследованиях доставки в ЦНС.

В статье также описывается таламическая доставка как стратегия более широкой экспрессии корковых трансгенов. Таламус содержит 50–60 ядер, и в одном примере NHP 300 мкл AAV2-hGDNF/трейсера было введено в левый и правый таламус без сообщений об утечке, рефлюксе или неблагоприятных поведенческих эффектах. Впоследствии наблюдалось обширное таламическое распределение и устойчивая экспрессия корковых трансгенов.

Что касается доставки в базальные ганглии, авторы подчеркивают, что транспорт AAV2-GDNF является преимущественно антероградным, а не ретроградным. Это поддерживает стриарную, а не черную доставку для определенных стратегий генной терапии болезни Паркинсона и подчеркивает важность выбора целей доставки на основе нейронных цепей, а не только хирургической доступности.

Хотя этот обзор предоставляет ценные рекомендации, при разработке современных лекарств следует учитывать несколько ограничений. Во-первых, это обзорная статья, а не отдельное контролируемое исследование эффективности, поэтому ее выводы лучше всего использовать для обоснования дизайна исследования, а не служить в качестве прямых критериев эффективности. Во-вторых, статья сосредоточена в основном на AAV2, тогда как в современных конвейерах ЦНС часто используются сконструированные капсиды, альтернативные серотипы и модифицированные системы экспрессии. Каждый вектор может отличаться по тропизму, кинетике экспрессии, биораспределению и иммунному профилю.

Кроме того, распределение видимых индикаторов МРТ-по-прежнему является суррогатным показателем. Для надежной трансляционной интерпретации спонсорам следует сочетать визуализацию с биораспределением векторного генома, экспрессией трансгена, гистопатологией, нейроповеденческим мониторингом и фармакодинамическими конечными точками.

В Prisys Biotech нашиФармакологическая платформа NHP CNSподдерживает индивидуальный дизайн исследования доставки в ЦНС не-человека-примата и интегрированную анатомическую оценку на основе МРТ-с конечными точками трансляционной эффективности. Эти возможности помогают спонсорам связать точность доставки с биологическими результатами, включая биораспределение переносчиков, поражение целей, изменения в поведении и наблюдения за безопасностью.

Эта статья подтверждает ключевой принцип генной терапии ЦНС: стратегия доставки является частью стратегии терапевтического продукта. Дизайн вектора, выбор анатомической цели, размещение канюли, объем и скорость инфузии, а также мониторинг-в режиме реального времени — все это влияет на то, достигает ли терапия намеченной ткани и дает ли интерпретируемые данные об эффективности.

Для биофармацевтических компанийМодели НХПособенно ценны, когда терапевтическая эффективность зависит от-соответствующей анатомии мозга и нейронных связей приматов. Исследования на грызунах могут поддержать раннее подтверждение--концепции, но они не могут полностью воспроизвести масштаб и структурную сложность целей ЦНС приматов, таких как скорлупа, таламус, черная субстанция и кортикальные проекционные системы.

Prisys Biotech помогает глобальным спонсорам воплотить эти принципы в осуществимые доклинические программы NHP, включая оценку осуществимости, планирование стереотаксических родов, продольный мониторинг, стратегию сбора образцов и комплексную интерпретацию эффективности.

Чтобы обсудить, как наша служба доклинической оценки генной терапии NHP CNS может поддержать ваш AAV или биологический препарат, свяжитесь с Prisys Biotech для индивидуальной консультации по планированию исследования.

Свяжитесь с Prisys Biotech

Ссылки

• Саледжио Э.А., Самаранч Л., Келлс А.П., Форсайет Дж., Банкевич К.С. Направленная доставка адено-ассоциированных вирусных векторов в мозг приматов.​ Advanced Drug Delivery Reviews. 2012;64(7):598–604. DOI: 10.1016/j.addr.2011.10.005.
• Бобо Р., Ласке Д., Акбасак А., Моррисон П., Дедрик Р., Олдфилд Э. Конвекция-усиливает доставку макромолекул в мозг.​ PNAS. 1994;91:2076–2080. DOI: 10.1073/пнас.91.6.2076.
• Су Х, Келлс А.П., Агилар Саледжио Э.А., Ричардсон Р.М., Хадачек П., Бейер Дж., Брингас Дж., Пивиротто П., Форсайет Дж., Банкевич К.С. МРТ в реальном времени-с использованием гадотеридола позволяет прогнозировать распределение трансгенов после конвекции-усиленной доставки векторов AAV2.​ Молекулярная терапия. 2010;18:1490–1495. DOI: 10.1038/м.2010.114.
• Ричардсон Р.М., Келлс А.П., Мартин А.Дж., Ларсон П.С., Старр П.А., Пифери П.Г., Бейтс Дж., Тэнси Л., Розенблут К.Х., Брингас Дж.Р., Бергер М.С., Банкевич К.С. Новая платформа для МРТ-управляемой конвекции-улучшенной доставки терапевтических средств: доклиническая проверка на мозге приматов, не относящихся к человеку. Стереотаксическая и функциональная нейрохирургия. 2011;89:141–151. DOI: 10.1159/000323544.