提高基於杆狀病毒的AAV的生產方法及相關系統的可擴展性與生物安全性

2020-12-04 中國生物技術網

編譯:張震東 陳曉晴 魏韜(華南農業大學食品學院)

腺相關病毒(AAV)載體是一種安全、可靠的基因轉移載體,可在體內和體外高效地傳遞基因。最近,美國食品和藥物管理局(FDA)對臨床AAV產品Luxturna和Zolgensma的批准,進一步證明了這一種載體的重要性。

但另一方面,Luxturna和Zolgensma是目前市場上最昂貴的兩種藥物,大規模製造AAV載體的成本是主要因素之一。傳統上,無輔助AAV載體是通過瞬時轉染人胚腎(HEK)293細胞而製成的。雖然該系統便於在實驗室規模上優化AAV載體,但是大規模生產仍具有挑戰性。

因此,基於杆狀病毒的AAV生產系統,因其可擴展性和可預測的生物安全性而備受關注。在這裡,我們將介紹一種簡單的方法來提高基於杆狀病毒的AAV的生產——使用ExpiSf杆狀病毒表達系統和一種化學定義的培養基懸浮培養高密度ExpiSf9細胞。

實驗用相同的杆狀病毒庫比較了F9和ExpisF9細胞的載體產量。在兩個細胞的MOIs處,利用杆狀病毒感染3天後,收集細胞相關的AAV載體,隨後在碘雜醇上進行兩輪超速離心純化,梯度測量通過qPCR獲得的AAV基因組拷貝數,結果表明,與F9細胞相比,ExpisF9細胞在擴增系統中產生的AAV載體產量顯著增加了7到19倍(圖A)。

另一方面,杆狀病毒感染的ExpiSf9細胞每1ml懸浮培養可產生51011個高純度AAV載體的基因組拷貝,比我們從傳統的Sf9細胞系統獲得的滴度高出19倍。而當小鼠被給予相同劑量的AAV載體時,我們發現ExpiSf9細胞和Sf9細胞中的載體具有相似的轉導效率和生物分布。因此,ExpiSf杆狀病毒表達系統將會支持更加方便並且可擴展的AAV製造,適合臨床前和臨床的應用。

針對可擴展性和生物安全性的問題,我們在這裡還將介紹——使用已被用於在昆蟲細胞中產生各種重組蛋白的杆狀病毒表達系統,包括臨床級產品,如Cervarix和弗勞布洛克。該系統作為大規模AAV載體生產站臺,在臨床上具有很高的吸引力,它具有以下優勢:第一用攜帶AAV載體基因組和AAV Cap和Rep蛋白的杆狀病毒載體感染昆蟲細胞,可以獲得無轉染的AAV載體;第二,在無血清培養基中懸浮生長,可以獲得更高的細胞密度;第三,Sf9細胞不支持潛在汙染的人類因子的複製;最後,杆狀病毒不能在人體內複製。而同時,作為這些特性,也提高了Sf9衍生AAV載體在臨床前和臨床應用中的生物安全性。事實上,這種基於昆蟲細胞的表達系統,已被用於AAV基因治療藥物Glybera(該藥物於2012年獲得歐洲藥物管理局(EMA)的批准)

論文連結:

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33145369/

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