AAV (Adeno-assoziierte Viren) – Verwendung, Arten sowie Vor- und Nachteile
Genetische Erkrankungen galten lange Zeit als nicht behandelbar. Da die verursachenden Gene in nahezu jeder Zelle des Körpers zu finden sind, ist eine Heilung mit konventionellen Medikamenten praktisch unmöglich. Für die Betroffenen bedeutet das, dass sich eine Behandlung auf die Linderung der mit der Krankheit einhergehenden Symptome beschränkt.
Neue zell- und gentherapeutische Technologien haben das Potenzial, Gendefekte direkt am Ursprung zu behandeln und damit auch solche Erkrankungen zu heilen. Eine wichtige Rolle hierbei spielen sogenannte AAV. Lesen Sie hier bei Waters | Wyatt Technology, was sich hinter der Abkürzung verbirgt, wofür AAV-Therapeutika Anwendung finden und welche Vor- und Nachteile die AAV-Medizin hat.
Neue zell- und gentherapeutische Technologien haben das Potenzial, Gendefekte direkt am Ursprung zu behandeln und damit auch solche Erkrankungen zu heilen. Eine wichtige Rolle hierbei spielen sogenannte AAV. Lesen Sie hier bei Waters | Wyatt Technology, was sich hinter der Abkürzung verbirgt, wofür AAV-Therapeutika Anwendung finden und welche Vor- und Nachteile die AAV-Medizin hat.
Inhaltsverzeichnis:
- Was bedeutet AAV?
- Welche Arten von AAV gibt es?
- Wofür werden Adeno-assoziierte Viren verwendet?
- Welche Vor- und Nachteile bieten AAV für die Therapie genetischer Erkrankungen?
- Welche Risiken birgt der Einsatz von Adeno-assoziierten Viren?
- Welche Technologien bietet Waters | Wyatt Technology in Hinblick auf AAV?
Was bedeutet AAV?
AAV ist die Abkürzung für "Adeno-assoziierte Viren". Hierbei handelt es sich um kleine, unbehüllte, einzelsträngige DNA-Viren, die zur Gattung der Dependoviren gehören. Das bedeutet, dass sie von einem Helfervirus abhängig (lat.: dependere) sind, das dieselbe Zelle befällt.Die AAV sind auf ein Adenovirus angewiesen. Dieses liefert Proteine, die das AAV zur Replikation innerhalb der befallenen Zelle braucht. Bei diesen Eiweißen handelt es sich um die adenoviralen Proteine E1A, E2A, E4 sowie VA-RNA. Als Helferviren eignen sich aber auch das Humane Cytomegalievirus (CMV) oder das Herpes-simplex-Virus.
Welche Arten von AAV gibt es?
Die mehr als hundert aus Primaten isolierten AAVs werden in 13 Serotypen unterteilt. AAV1 bis 4 sowie AAV6 wurden als Kontaminationen aus Adenovirus-Präparaten isoliert, wobei AAV6 wahrscheinlich mittels Rekombination aus AAV1 und AAV2 entstand. AAV5 wurde aus einer menschlichen Feigwarze (humanes Kondylom) gewonnen. AAV7, 8 und 10 bis 13 wurden in Gewebeproben von Affen entdeckt, AAV9 in menschlichen Proben.Seit November 2018 werden die verschiedenen Serotypen in zwei Spezies eingeteilt. Zur ersten, den Adeno-assoziierten Viren A (AAV-A), gehören alle Arten außer AAV5. Dieses wird als einziges als Adeno-assoziiertes Virus B (AAV-B) klassifiziert.
Zusätzlich zu den natürlich vorkommenden Serotypen gibt es eine wachsende Anzahl künstlich hergestellter Varianten mit differierenden Affinitäten zu Wirtszelloberflächenrezeptoren.
Wofür werden Adeno-assoziierte Viren verwendet?
AAV sind nicht mit Erkrankungen assoziiert. Zudem integriert sich ihr virales Erbgut nur selten in das Wirtszellen-Genom. Daher werden insbesondere AAV2 und AAV5 in der Gentherapie als virale Vektoren genutzt, um per Transfektion bestimmte Gene in menschliche Zellen zu schleusen. Nachteilig ist ihr kleines, von zwei ITRs (inverted terminal repeats) flankiertes Genom. Zwischen den ITRs befinden sich lediglich 4,7 kb (Kilobasen). Aufgrund dieser geringen AAV-Größe stehen für rekombinante Varianten weniger als 2,5 kb zur Verfügung.In welchem Ausmaß sich das große Potenzial Adeno-assoziierter Viren in der Realität nutzen lässt, muss die Zukunft zeigen. Ansätze gibt es viele. Das Universitätsklinikum Tübingen erprobt seit einigen Jahren, wie sich Adenoviren für eine Gentherapie bei Achromatopsie (völlige Farbenblindheit) einsetzen lassen. An der Münchner Ludwig-Maximilians-Universität wird an der Verbesserung von Verfahren zur Behandlung von Gendefekten geforscht, die zu langsamem Erblinden führen. Die Universität Tel Aviv arbeitet an einer Methode, B-Lymphozyten mithilfe von AAV und der Gen-Schere CRISPR so zu ertüchtigen, dass sie in der Lage sind, Antikörper gegen HIV zu bilden. Selbst an neue Varianten des HI-Virus sollten sie sich eigenständig anpassen können.
Welche Vor- und Nachteile bieten AAV für die Therapie genetischer Erkrankungen?
Adeno-assoziierte Viren bieten in erster Linie folgende Vorteile:- ein geringeres Risiko für eine genomische Integration,
- vielfältige Möglichkeiten des Gewebe-Targetings und
- eine klinisch überschaubare Immunogenität (Fähigkeit, eine Immunantwort auszulösen).
Welche Risiken birgt der Einsatz von Adeno-assoziierten Viren?
Obwohl Adeno-assoziierte Viren weit verbreitet sind, ist bislang keine nachweisbare, durch sie hervorgerufene Erkrankung bekannt. Forschungsergebnisse aus dem Jahr 2015 zeigen jedoch, dass AAV2 möglicherweise eine Variante des hepatozellulären Karzinoms auslösen können. Ferner steht dieser Serotyp unter dem Verdacht, für die ungewöhnliche Häufung schwerer Hepatitisfälle bei Kindern im Frühjahr 2022 verantwortlich zu sein. Endgültige Belege stehen in beiden Fällen noch aus.In seltenen Fällen erkennt das menschliche Immunsystem Adeno-assoziierte Viren und bekämpft sie als potenzielle Gefahr. Das kann die Wirkung der Therapie zunichte machen, schlimmstenfalls aber auch zu einer massiven Immunreaktion führen (äußerst selten).
Welche Technologien bietet Waters | Wyatt Technology in Hinblick auf AAV?
Wir bieten Ihnen voll automatisierte und effiziente Methoden und Instrumente, die Sie bei der Charakterisierung und Quantifizierung von Adeno-assoziierten Viren unterstützen. Unsere einfach zu erlernenden Lösungen verschaffen Ihnen einen tiefen Einblick in die zentralen biophysikalischen Eigenschaften von AAV und helfen Ihnen damit, diese speziellen Viren noch besser zu verstehen und ihre Potenziale bestmöglich zu erschließen. Als kritische Qualitätsmerkmale werden insbesondere die Partikelanzahl, der DNA-Befüllungsgrad und Aggregation bestimmt.Besonders nützliche Helfer in der Erforschung Adeno-assoziierter Viren sind die dynamische Lichtstreuung (DLS), SEC-MALS, ein System aus Größenausschlusschromatographie (SEC) und Mehrwinkel-Lichtstreuung (MALS), sowie FFF-MALS, eine Kombination aus Feldflussfraktionierung und Mehrwinkel-Lichtstreuung. Darüber hinaus bieten wir Ihnen hochempfindliche Viskosimeter, die sich in Verbindung mit SEC für Größen und Konformationsbestimmungen einsetzen lassen.
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Dann zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren. Wir nehmen uns gern die Zeit, Sie umfassend und unverbindlich zu beraten.
Weitere Fragen und Antworten zu AAV
Wofür werden Adeno-assoziierte Viren verwendet?
Insbesondere AAV2 und AAV5 werden in der Gentherapie als virale Vektoren genutzt, um per Transfektion bestimmte Gene in menschliche Zellen zu schleusen.
Welche Vorteile bieten AAV für die Therapie genetischer Erkrankungen?
AAV hat folgende Vorteile für die Therapie genetischer Erkrankungen:
- geringeres Risiko für eine genomische Integration,
- vielfältige Möglichkeiten des Gewebe-Targetings und
- eine klinisch überschaubare Immunogenität (Fähigkeit, eine Immunantwort auszulösen).
Welche Herausforderungen und Risiken hat der Einsatz von AAV?
AAV haben in der Gentherapie eine geringe genetische Frachtlast. Weiterhin kann es unerwünschte Off-Target-Effekte in Verbindung mit der Langzeitexpression von Gen-Editing-Molekülen sowie Skalierbarkeitsprobleme bei der AAV-Erzeugung geben.