ЯМР{0}}Насочвано доставяне на AAV в мозъчни модели на NHP за генна терапия на ЦНС

Генната терапия на централната нервна система остава технически предизвикателство, тъй като терапевтичните агенти трябва да преодолеят кръвно-мозъчната бариера, да достигнат точни анатомични цели и да постигнат контролирано разпределение в сложни невронни вериги. За терапии, базирани на AAV-, често се изисква локално интрапаренхимно доставяне, за да се подобри регионалната специфика и да се намали системната експозиция.

Рецензната статия ​„Насочвано доставяне на адено-асоциирани вирусни вектори в мозъка на примата“​ от Salegio et al., публикувана в Advanced Drug Delivery Reviews през 2012 г.;64(7):598–604, DOI: 10.1016/j.addr.2011.10.005, обобщава какMRI-направлявана конвекция-подобрено доставяне, стереотактичното насочване и устойчивата на рефлукс -дизайн на канюла могат да подобрят прилагането на AAV вектор в мозъка на приматите. Статията е особено подходяща за биофармацевтичните компании, разработващи генни терапии за ЦНС, които изискват надеждни данни за транслация на не-човешки примати.

Документът описва платформа за доставяне на NHP CNS, използваща AAV вектори, по-специално AAV2, администрирани чрезконвекция{0}}подобрена доставка. CED прилага градиент на налягането от върха на канюлата, за да разпредели макромолекулите през интерстициалните пространства на мозъка, което позволява по-широко покритие на тъканите, отколкото само дифузия.

Ключов методологичен напредък беше ко-инфузията на AAV2 с гадотеридол, ЯМР-видим маркер. Авторите съобщават, че разпределението на -ЯМР сигнала в реално време корелира с последващата трансгенна експресия в NHP мозъка, подкрепяйки Гадотеридол като сурогатен маркер за векторно разпределение по време на инфузия.

Прегледаната платформа също интегрира-монтирано на черепа устройство за прицелване, базиран на MRI-софтуер за планиране и -устойчива на рефлукс CED канюла. В проучвания за валидиране на NHP системата поддържа доставка в опашната кост, путамена, таламуса, субстанция нигра, субталамичното ядро ​​и хипокампуса, като поставянето на върха на канюлата се съобщава в рамките на<1 mm of the visually identified target site.

Статията подчертава няколко крайни точки, които са от голямо значение за предклиничните проучвания на ЦНС на NHP.

Първо, точността на анатомичното насочване е от съществено значение, тъй като малките грешки при поставянето могат да доведат до изтичане, не-разпределение на целта или непълно покритие на тъканите. В путамена поставянето на канюла в рамките на 3 mm или по-малко от определени съседни структури се свързва с по-лошо задържане, докато оптимизираните зони на поставяне подобряват целевото -специфично разпределение.

Второ, наблюдението-на MRI в реално време позволява на изследователите да наблюдават разпределението на инфузията по време на процедурата, вместо да разчитат само на анализ след смъртта. Това може да помогне за ранното идентифициране на рефлукс, вентрикуларно изтичане и неадекватно покритие.

Трето, скоростта на инфузия е критична процедурна променлива. Ранните проучвания за генна терапия, базирани на CED-, са използвали скорости на вливане на ​<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.

Една важна констатация е, чеЯМР{0}}насочван CEDможе да осигури интра{0}}оперативна обратна връзка по време на инфузия на AAV, подобрявайки процедурния контрол и намалявайки несигурността при изследванията за доставка на ЦНС.

Статията също така описва доставката на таламуса като стратегия за по-широка кортикална трансгенна експресия. Таламусът съдържа 50–60 ядра и в един пример за NHP 300 μL AAV2-hGDNF/маркер се вливат в левия и десния таламус без докладвани изтичане, рефлукс или неблагоприятни поведенчески ефекти. Впоследствие бяха наблюдавани екстензивно таламично разпределение и силна кортикална трансгенна експресия.

За доставка на базални ганглии авторите подчертават, че транспортът на AAV2-GDNF изглежда предимно антерограден, а не ретрограден. Това поддържа стриатално, а не нигрално доставяне за определени стратегии за генна терапия на болестта на Паркинсон и подчертава значението на избора на цели за доставяне въз основа на невронни вериги, а не само на хирургична достъпност.

Въпреки че този преглед предоставя ценни насоки, трябва да се имат предвид няколко ограничения при разработването на съвременни лекарства. Първо, това е обзорна статия, а не едно контролирано проучване за ефикасност, така че заключенията му се използват най-добре за информиране на дизайна на изследването, вместо да служат като директни показатели за ефикасност. Второ, статията се фокусира главно върху AAV2, докато настоящите тръбопроводи на ЦНС често използват проектирани капсиди, алтернативни серотипове и модифицирани експресионни системи. Всеки вектор може да се различава по тропизъм, кинетика на експресия, биоразпределение и имунен профил.

В допълнение, ЯМР{0}}видимото разпределение на индикатора остава сурогатно отчитане. За стабилна транслационна интерпретация, спонсорите трябва да комбинират изображения с биоразпределение на векторен геном, трансгенна експресия, хистопатология, невроповеденчески мониторинг и фармакодинамични крайни точки.

В Prisys Biotech, нашатаNHP CNS фармакологична платформаподдържа персонализиран дизайн на изследване на ЦНС на не-човешки примати и интегрирана MRI-базирана анатомична оценка с крайни точки за транслационна ефикасност. Тези възможности помагат на спонсорите да свържат точността на доставката с биологичните резултати, включително векторно биоразпределение, целево ангажиране, промени в поведението и наблюдения за безопасност.

Тази статия затвърждава ключов принцип в генната терапия на ЦНС: стратегията за доставяне е част от стратегията за терапевтичен продукт. Векторен дизайн, избор на анатомична цел, поставяне на канюла, инфузионен обем, скорост на инфузия и-наблюдение в реално време влияят върху това дали терапията достига до желаната тъкан и произвежда интерпретируеми данни за ефикасност.

За биофармацевтичните компании,NHP моделиса особено ценни, когато терапевтичното действие зависи от-релевантната анатомия на мозъка на приматите и невронната свързаност. Изследванията върху гризачи може да подкрепят ранно доказателство-на-концепцията, но те не могат напълно да възпроизведат мащаба и структурната сложност на целите на ЦНС на примати като путамена, таламуса, субстанция нигра и кортикалните проекционни системи.

Prisys Biotech помага на глобалните спонсори да преведат тези принципи в изпълними NHP предклинични програми, включително оценка на осъществимостта, стереотактично планиране на доставката, надлъжно наблюдение, стратегия за събиране на проби и интегрирана интерпретация на ефикасността.

За да обсъдите как нашата услуга за предклинична оценка на NHP CNS генна терапия може да подпомогне вашия AAV или биологичен тръбопровод, свържете се с Prisys Biotech за персонализирана консултация за дизайн на изследването.

Свържете се с Prisys Biotech

Референции

• Salegio EA, Samaranch L, Kells AP, Forsayeth J, Bankiewicz KS. Насочвано доставяне на адено-свързани вирусни вектори в мозъка на приматите. Прегледи за разширено доставяне на лекарства. 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. Convection-подобрено доставяне на макромолекули в мозъка.​ 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. ЯМР изобразяване в-време с гадотеридол прогнозира разпространението на трансгени след конвекция{2}}подобрено доставяне на AAV2 вектори.​ Молекулярна терапия. 2010;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. Нова платформа за MRI-управлявана конвекция-подобрено доставяне на терапевтични средства: предклинично валидиране в мозъка на нечовешки примати.​ Стереотактична и функционална неврохирургия. 2011;89:141–151. DOI: 10.1159/000323544.