Gentherapie: Heilmittel der Zukunft?...Gerner, Franz: Opemierung des Adeno-assoziierten Virus...

Gentherapie: Heilmittel der Zukunft? Projektteilnehmer: Isabella Balles, Justus Zillessen, Tabea Schröder, Marc Arnold, Vanessa Drosdek, Martin Teßmann, Lisa-M. Wiegandt, Corinna Pérez, Janine Gerdes, Benian M. Uzun, Victoria Vertić, Beate Jung, Ali N. Eren, Erva Bilgi, Miriam Notash Projektleiter: Dr. Henry Fechner Was ist Gentherapie? Virusvektoren: Werkzeuge der Gentherapie SCID-X: Immunsystem aus der Spritze? Ausblick in die Zukunft „Corey Haas“- Blindness proschool.weebly.com/leber-congenital-amaurosis-lca.html retina-specialist.com/article/gene-therapy-the-new-frontier-for-inherited-retinal-disease cbsnews.com/news/gene-therapy-helps-blind-boy-see/ ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5557273/ mmg-233-2013-genetics-genomics.wikia.com/wiki/Gene_therapy_for_X-linked_severe_combined_immunodeficiency_(SCID) helmholtz-muenchen.de/fileadmin/IMV/PDF/Skripten/Viren_und_Gentechnik_2011.pdf Abb. 1: Herstellung von Virusvektoren Gerner, Franz: Opemierung des Adeno-assoziierten Virus Vektorsystems für die in vivo Anwendung, Ludwig-Maximilians-Universität München, 2007 = „Gentaxi“, das therapeutische Gene in die Zielzelle transportiert Konstruktion von Virusvektoren: 1.Deletion der viralen DNA & Insertion des Transgens in Transferplasmid 2. Integration der viralen DNA in Verpackungszelllinie (wird nicht in den Virusvektor gebaut) → Virusvektoren sind replikationsdeffizient 3. Transfektion der Verpackungszelllinie mit Transferplasmid 4. Herstellung der Virusvektoren Ø Methoden noch nicht ausgereift Ø Zahlreiche Forschungen und klinische Studien Ø ABER: in Europa gesetzliche Barrieren → Erfolgsversprechende Methode zur Heilung von genetischen Krankheiten Retrovirus Adeno-assoziierte-Viren (AAV) + hohe Kapazität des Transgens (8Kb) + lösen kaum Immunantwort aus + Einbau des Transgens in Empfängergenom → Langzeitexpression möglich + Infektionseffizient + hohe Stabilität des Virions + geringe Immunogenität - Risiko einer Tumorentwicklung - Größe verhindert das Eindringen in kleine Zelltypen - höhere Zeitspanne zwischen Infektion und Wirkung - geringe Kapazität - beschränkte Wirkungsdauer - Monogenetische Erbkrankheit - Mutation des Gens „Interleukin-2-RG“ → Mangel an T-, NK-Zellen - Bisher Stammzelltransplantation - Heute retrovirale Gentherapie - USA 2016: Klinische Studie - 5/5 Jungen erfolgreich behandelt - Anstieg von T-Zellen Abb.3 Anstieg von T-Zellen bei 2 Patienten - Monogenetische Augenkrankheit - LCA-2 (defektes Gen: RPE65) - Unterproduktion des Proteins RPE - Normalstellung der RPE-Produktion durch subretinal injizierte Vektoren - Zurückgewinnen des Sehvermögens Aktueller Stand: - Legalisierung der Therapie „LUXTURNA“ in den USA - $850.000 Somatische Gentherapie: Keimbahntherapie: - Einschleusen von Genen in somatische Zellen (differenzierte Körperzellen und Stammzellen) - Therapie bleibt auf den Empfänger beschränkt, übertragenen Gene werden nicht weitervererbt - Gentherapie wird an Keimzellen/Embryonalzellen durchgeführt - Veränderung im Genom wird weitervererbt Gentherapie kommt bei der Behandlung von geneesch bedingten Krankheiten zum Einsatz. Allgemein versteht man darunter das Einfügen einer Nukleinsäure (DNA/RNA) in eine Körperzelle, um den Funkeonsverlust des „defekten“ Gens zu kompensieren und dieses zu ersetzen. Abb. 5: Subretinale Vektorzugabe Abb. 6: Corey Haas Abb. 4: Behandlungsschema der ex vivo-Therapie Abb.2: Retrovirus im Vergleich zum AAV (v.l.n.r.)

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Page 1: Gentherapie: Heilmittel der Zukunft?...Gerner, Franz: Opemierung des Adeno-assoziierten Virus Vektorsystems für die in vivo Anwendung, Ludwig-Maximilians-Universität München, 2007

Projektleiter:Dr.HenryFechner

WasistGentherapie?

Virusvektoren:WerkzeugederGentherapie SCID-X:ImmunsystemausderSpritze?

Ausblick indieZukunft

„CoreyHaas“- Blindness

proschool.weebly.com/leber-congenital-amaurosis-lca.html retina-specialist.com/article/gene-therapy-the-new-frontier-for-inherited-retinal-diseasecbsnews.com/news/gene-therapy-helps-blind-boy-see/ ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5557273/mmg-233-2013-genetics-genomics.wikia.com/wiki/Gene_therapy_for_X-linked_severe_combined_immunodeficiency_(SCID)helmholtz-muenchen.de/fileadmin/IMV/PDF/Skripten/Viren_und_Gentechnik_2011.pdf

Abb.1:HerstellungvonVirusvektorenGerner,Franz:OpemierungdesAdeno-assoziiertenVirusVektorsystemsfürdieinvivoAnwendung,Ludwig-Maximilians-UniversitätMünchen,2007

=„Gentaxi“,dastherapeutischeGeneindieZielzelletransportiert

KonstruktionvonVirusvektoren:1.DeletionderviralenDNA& InsertiondesTransgensinTransferplasmid2. IntegrationderviralenDNAinVerpackungszelllinie (wirdnichtin denVirusvektorgebaut)→Virusvektorensindreplikationsdeffizient

3. TransfektionderVerpackungszelllinie mitTransferplasmid4. HerstellungderVirusvektoren

Ø MethodennochnichtausgereiftØ ZahlreicheForschungenundklinischeStudienØ ABER:inEuropagesetzlicheBarrieren

→ ErfolgsversprechendeMethodezurHeilungvongenetischenKrankheiten

Retrovirus Adeno-assoziierte-Viren (AAV)+hoheKapazitätdesTransgens(8Kb)+lösenkaumImmunantwortaus+EinbaudesTransgensinEmpfängergenom→Langzeitexpressionmöglich

+Infektionseffizient+hoheStabilitätdesVirions+geringeImmunogenität

- RisikoeinerTumorentwicklung- GrößeverhindertdasEindringeninkleineZelltypen

- höhereZeitspannezwischenInfektionundWirkung

- geringeKapazität- beschränkteWirkungsdauer

- MonogenetischeErbkrankheit

- MutationdesGens„Interleukin-2-RG“→MangelanT-,NK-Zellen

- BisherStammzelltransplantation

- Heuteretrovirale Gentherapie

- USA2016:KlinischeStudie- 5/5Jungenerfolgreich

behandelt- AnstiegvonT-Zellen

Abb.3AnstiegvonT-Zellenbei2Patienten

- MonogenetischeAugenkrankheit- LCA-2(defektesGen:RPE65)- Unterproduktiondes Proteins RPE

- NormalstellungderRPE-Produktiondurchsubretinal injizierteVektoren

- ZurückgewinnendesSehvermögensAktuellerStand:- LegalisierungderTherapie„LUXTURNA“indenUSA- $850.000

Somatische Gentherapie: Keimbahntherapie:- EinschleusenvonGeneninsomatische

Zellen(differenzierteKörperzellenundStammzellen)

- TherapiebleibtaufdenEmpfängerbeschränkt,übertragenenGenewerdennichtweitervererbt

- GentherapiewirdanKeimzellen/Embryonalzellendurchgeführt

- VeränderungimGenomwirdweitervererbt

GentherapiekommtbeiderBehandlungvongeneeschbedingtenKrankheitenzumEinsatz.AllgemeinverstehtmandarunterdasEinfügeneinerNukleinsäure(DNA/RNA)ineineKörperzelle,umdenFunkeonsverlustdes„defekten“Genszukompensierenunddieseszuersetzen.

Abb.5:Subretinale Vektorzugabe

Abb.6:CoreyHaas

Abb.4:Behandlungsschemaderexvivo-Therapie

Abb.2:Retrovirusim VergleichzumAAV(v.l.n.r.)