O futuro promissor da terapia genética de VAA em primatas não{0}}humanos

A terapia genética está sendo investigada como um tratamento potencial para uma série de doenças neurológicas, incluindo a doença de Alzheimer,Doença de Parkinson, doença de Huntington e atrofia muscular espinhal. Nestas abordagens, o material genético terapêutico é entregue às células alvo utilizando um vector ou transportador. O vírus-adeno-associado (AAV) é um dos vetores virais mais amplamente estudados porque pode transduzir células em divisão e não{3}}em divisão e foi desenvolvido para distribuição em uma variedade de tecidos.

Para aplicações neurológicas, no entanto, a entrega eficaz de genes continua a ser um desafio. O sistema nervoso central (SNC) é protegido pela barreira hematoencefálica, e pode ser difícil obter exposição suficiente e adequadamente distribuída ao vetor no cérebro e na medula espinhal. As respostas imunes ao vetor ou transgene também podem afetar a eficácia e a segurança. Primatas não humanos (NHPs) são, portanto, usados ​​em pesquisas pré-clínicas para avaliar estratégias de distribuição, distribuição de vetores, expressão de transgenes e respostas imunes em um modelo animal com semelhanças anatômicas e fisiológicas relevantes com humanos.

Um dos desafios centrais na terapia genética do SNC é conseguir uma distribuição suficiente e ampla do vetor. Várias vias de administração foram investigadas, incluindo administração parenquimatosa direta e distribuição no líquido cefalorraquidiano (LCR).

Entrega-aprimorada por convecção (CED)envolve a administração do vetor diretamente no parênquima cerebral sob pressão controlada. O fluxo convectivo resultante pode facilitar a distribuição do vetor através do tecido alvo. Estudos de NHP demonstraram a expressão de transgenes após CED em várias regiões do cérebro, incluindo o putâmen, o tálamo e o córtex.

Outra abordagem é administrar o AAV diretamente no LCR.Administração intratecal (TI)entrega o vetor no LCR ao redor da medula espinhal, enquantoadministração intracerebroventricular (ICV)entrega-o ao sistema ventricular do cérebro. Ambas as rotas foram investigadas para alcançar uma distribuição mais ampla do SNC.

A distribuição e o tropismo celular do AAV podem variar de acordo com o capsídeo e a via de administração. Um estudo em macacos cynomolgus comparou a administração IT e ICV de AAV9 e AAVrh10. O estudo relatou que a administração IT de AAV9 produziu expressão transgênica relativamente consistente em neurônios motores espinhais, bem como em neurônios e células gliais em diversas regiões do cérebro. Em contraste, o AAV9 administrado pela via ICV mostrou uma expressão mais consistente no cérebro, enquanto o AAVrh10 administrado por via intratecal mostrou um direcionamento limitado aos neurônios motores. Essas descobertas ilustram a importância de considerar a seleção do capsídeo e a via de administração ao desenvolver terapias para VAA direcionadas ao SNC.

As respostas imunológicas representam outra consideração importante na terapia genética-baseada em AAV. Os mecanismos imunológicos inatos e adaptativos podem responder ao vetor, ao seu material genético ou ao transgene expresso. Estas respostas podem influenciar a persistência do vetor, a expressão do transgene e a tolerabilidade do tratamento.

A detecção imunológica inata pode envolver receptores de reconhecimento-de padrões e pode levar à sinalização inflamatória, produção de citocinas, ativação do complemento e outras respostas posteriores. A imunidade adaptativa pode incluir o desenvolvimento de anticorpos contra o capsídeo do AAV e respostas imunes celulares contra antígenos-associados a vetores ou derivados de transgenes-.

A magnitude e a natureza dessas respostas podem ser influenciadas por fatores que incluem a dose do vetor, o sorotipo do capsídeo, a via de administração, o desenho do genoma do vetor, o promotor, o transgene e a imunidade pre-existente. Portanto, esses fatores precisam ser considerados ao projetar terapias baseadas em AAV-para alvos específicos do SNC.

Várias abordagens foram investigadas para reduzir ou controlar as respostas imunes aos vetores AAV. Tratamentos imunomoduladores ou imunossupressores, incluindo corticosteróides, têm sido utilizados em alguns programas de desenvolvimento clínico para controlar as respostas inflamatórias após a administração de AAV. No entanto, o sistema sistêmicoimunossupressãopode acarretar seus próprios riscos e requer consideração cuidadosa.

A engenharia vetorial oferece outra estratégia potencial. A modificação dos capsídeos do AAV pode alterar o tropismo tecidual e as interações com o sistema imunológico. A engenharia do genoma vetorial também pode influenciar a detecção imunológica inata, enquanto promotores específicos-de tecidos ou regulados podem ajudar a controlar o nível e a distribuição da expressão do transgene.

Os estudos do NHP contribuíram para a compreensão das respostas imunes após a administração do AAV e forneceram informações que podem complementar os resultados de estudos in vitro e em roedores. Pesquisas em NHPs também indicaram que respostas imunes inatas podem ocorrer após a administração em tecidos anteriormente considerados relativamente imunoprivilegiados, destacando a necessidade de considerar mecanismos imunológicos específicos da rota- e do tecido-durante o desenvolvimento do vetor.

Os estudos de NHP podem fornecer informações translacionais importantes durante o desenvolvimento de terapias-baseadas em AAV para doenças neurológicas. Além de avaliar a distribuição de vetores e a expressão de transgenes, os estudos de NHP podem ser usados ​​para investigar procedimentos de administração, relações dose{2}}resposta, biomarcadores e respostas imunológicas.

A escolha do sorotipo do AAV, da via de administração, da dose e dos desfechos do estudo deve ser orientada pelo alvo terapêutico e pelos objetivos de desenvolvimento. Não se espera que nenhum vetor ou estratégia de administração seja ideal para todas as doenças neurológicas. Diferenças nas células-alvo, distribuição anatômica, mecanismo da doença e nível necessário de expressão genética podem influenciar substancialmente a abordagem apropriada.

A terapia genética-baseada em AAV tem um potencial considerável para doenças neurológicas, mas a distribuição eficaz do SNC e o gerenciamento das respostas imunológicas continuam sendo desafios importantes. Estudos de PNH podem ajudar a caracterizar esses fatores em um modelo com características anatômicas, fisiológicas e imunológicas relevantes.

Estudos de CED, administração intratecal e intracerebroventricular demonstraram que tanto a via de entrega quanto o capsídeo do AAV podem influenciar a distribuição e o direcionamento celular dos vetores terapêuticos. Ao mesmo tempo, a investigação contínua sobre respostas imunitárias e engenharia de vectores será importante para melhorar a segurança e a durabilidade das terapias genéticas do SNC.

Estudos de NHP bem{0}}projetados podem, portanto, fornecer dados translacionais valiosos para apoiar a otimização de abordagens-baseadas em AAV antes do desenvolvimento clínico.

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