Vanliga virus skräddarsys för att leverera genmedicin
För att nå exakt den celltyp i kroppen som behöver behandlas, har neuroforskare i Lund vid skräddarsytt virushöljen för transport av genmedicin. Den nya tekniken snabbar upp evolutionen från miljontals år till veckor.
Med genterapi kontrolleras eller förändras arvsmassan med hjälp av biologiska läkemedel. Exempel på detta är gensaxen CRISPR/Cas9 och så kallade CAR-T celler för att behandla olika former av cancer. Denna typ av läkemedel är ofta konstruerad genom att man odlat ”oskadliggjorda” virus i laboratoriet. Dessa har förändrats så att de kan leverera en ny arvsmassa till kroppens celler för att ersätta den skadade. Virusets egen arvsmassa, som krävs för att viruset skall spridas vidare, är helt borttagen.
Neuroforskaren Tomas Björklund och hans forskargrupp vid Lunds universitet har under de senaste fem åren utvecklat en process för att skräddarsy dessa virushöljen så att de kan ta sig in i precis den celltyp i kroppen som behöver behandlas, exempelvis nervceller. Processen kombinerar kraftfulla datorsimuleringar och modellering som liknar artificiell intelligens med den senaste genteknologin och sekvenseringstekniken.
Uppsnabbad evolution
– Genom denna teknologiska process kan vi studera miljontals nya virusvarianter samtidigt i cellodling och försöksdjur och från detta skapa en datorsimulering som bygger ihop det mest lämpade virushöljet för den valda applikationen, i detta fall de dopaminproducerande nervcellerna för behandling av Parkinsons sjukdom, säger Tomas Björklund, docent i translationell neuroforskning.
– Man kan se detta som att vi dramatiskt snabbar upp evolutionen; från miljontals år till veckor. Anledningen till att vi kan göra detta är att vi studerar varje ”generation” av viruset parallellt med alla andra i samma nervceller. Till skillnad från evolutionen där enbart de bäst lämpade överlever till nästa generation så kan vi i denna process också lära oss vad som gör att virusen fungerar sämre. Detta är avgörande när man skall bygga datormodeller som skall tolka all information.
Färre försöksdjur
Med den nya metoden har forskarna kunnat minska behovet av försöksdjur avsevärt då miljoner varianter av samma läkemedel studeras i samma individ så att enbart enstaka djur behövs för en hel studie. De har också kunnat flytta över viktiga delar av studien från djur till cellodling av mänskliga stamceller.
– Vi tror att det nya syntetiska virus vi lyckats skapa skulle lämpa sig mycket väl för genmedicin för exempelvis Parkinsons sjukdom och vi har goda förhoppningar om att virusvektorerna ska kunna komma till klinisk användning. Vi har tillsammans med forskare vid Harvard universitetet etablerat ett nytt bioteknikföretag i Boston, Dyno Therapeutics, för att vidareutveckla denna teknik för framtida behandlingar, säger Tomas Björklund.
Vanligt virus används för genmedicin
De virus som i regel används för den form av genmedicin där man oskadliggjort virus i laboratoriet och ersatt med en reparerande arvsmassa, är oftast av typen adeno-associerade virus, så kallade AAV. AAV-infektioner är vanliga och nästan halva befolkningen går runt med en infektion utan att veta om det eftersom viruset sällan ger symptom. AAV varit en mycket bra startpunkt för behandlingar med genmedicin eftersom hela arvsmassan kan bytas ut och immunförsvaret reagerar mycket lite på AAV-infektioner. Tusentals personer har hittills behandlats med mediciner baserade på detta virus. Viruset har dock stora begränsningar i att det enbart kan infektera vissa celltyper i kroppen och inte når hjärnan på ett effektivt sätt.
Källa: Tomas Björklund
Vetenskaplig artikel:
A systematic capsid evolution approach performed in vivo for the design of AAV vectors with tailored properties and tropism. PNAS 9 december 2019
Kontakt:
Tomas Björklund, forskargruppsledare och docent i translationell neuroforskning, Institutionen för experimentell medicinsk vetenskap, Lunds universitet, tomas.bjorklund@med.lu.se
