Периимплантационное таргетирование с помощью модифицированных аденовирусных векторов

Цель исследования – провести сравнительный морфологический анализ влияния имплантации и модифицированного аденовируса Ad 5/3 на эффективность локальной доставки генов в клетки периимплантационной ниши in vivo. Материал и методы. Эксперименты проводились на лабораторных крысах, которым были имплантированы коллагеновые мембраны сроком на 2 недели. Через 3 и 7 дней после введения аденовирусов (wt, Ad 5/3) ткани фиксировали для гистологического исследования и анализа трансдуцированных клеток методом in situ ПЦР. Результаты. Установлено, что наличие коллагенового имплантата улучшало биораспределение вирусных частиц, а модификация Ad 5/3 значительно повышала эффективность трансдукции фибробластов и макрофагов в периимплантационной зоне. При отсутствии имплантата эффективность трансдукции снижалась для обоих типов аденовирусов. Морфометрический анализ выявил, что основными трансдуцированными клетками были фибробласты соединительнотканной капсулы, окружающей имплантат. Заключение. На основании сравнительного морфологического и молекулярно-биологического исследования был определен оптимальный протокол локальной доставки генов с помощью аденовирусных векторов для задач периимплантационного таргетирования. Было охарактеризовано влияние модификации аденовируса на тропность и эффективность доставки гена в клеточные компоненты периимплантационной ниши, и установлено, что Ad 5/3 по этим параметрам значительно превосходит AD wt. Развитие и дальнейшее применение предлагаемого нами метода периимплантационного таргетирования способно обеспечить локальную, эффективную и безопасную доставку генов, что позволит значительно расширить показания к генной терапии и ее доступность для врачей и пациентов. Кроме того, данный метод может быть адаптирован для использования в различных органах и при различных заболеваниях.

1. Amani H., Alipour M., Shahriari E., Taboas J. Immunomodulatory Biomaterials: Tailoring Surface Properties to Mitigate Foreign Body Reaction and Enhance Tissue Regeneration. Advanced Healthcare Materials. 2024:2401253.

2. Antoshin A., Gostev M., Khristidis Y., Giliazova A., Voloshin S., Blagushina N., et al. Electrophoretically Co-Deposited CollagenLactoferrin Membranes with Enhanced ProRegenerative Properties for Oral Soft Tissue Regeneration. Int J Mol Sci. 2023;24(24):17330.

3. Athanasopoulos T., Munye M.M., Yanez-Munoz RJ. Nonintegrating Gene Therapy Vectors. Hematol Oncol Clin North Am. 2017;31(5):753-70.

4. Dunbar C.E., High K.A., Joung J.K., Kohn D.B., Ozawa K., Sadelain M. Gene therapy comes of age. Science. 2018;359(6372):eaan4672.

5. Foroushani F., Dzobo K., Khumalo N., Mora V., de Mezerville R., Bayat A. Advances in surface modifications of the silicone breast implant and impact on its biocompatibility and biointegration. Biomaterials Research. 2022;26(1):80.

6. Goswami R., Subramanian G., Silayeva L., Newkirk I., Doctor D., Chawla K., et al. Gene Therapy Leaves a Vicious Cycle. Front Oncol. 2019;9:297.

7. Greber U.F., Gomez-Gonzalez A. Adenovirus - a blueprint for gene delivery. Curr Opin Virol. 2021;48:49-56.

8. Ikeda-Imafuku M., Wang L., Rodrigues D., Shaha S., Zhao Z., Mitragotri S. Strategies to improve the EPR effect: A mechanistic perspective and clinical translation. Journal of Controlled Release. 2022;345:512-536.

9. Ivanova E., Fayzullin A., Minaev N., Dolganova I., Serejnikova N., Gafarova E., Tokarev M., Minaeva E., Aleksandrova P., Reshetov I., Timashev P., Shekhter A. Surface Topography of PLA Implants Defines the Outcome of Foreign Body Reaction: An In Vivo Study. Polymers. 2023;15(20):4119.

10. Ji Z., Wan Y., Wang H., Yu M., Zhao Z., Wang T. et al. Effects of surface morphology and composition of titanium implants on osteogenesis and inflammatory responses: a review. Biomedical Materials. 2023;18(4):042002.

11. Koteneva P., Kosheleva N., Fayzullin A., Khristidis Y., Rasulov T., Kulova A., et al. Gene Therapeutic Drug pCMV-VEGF165 Plasmid ('Neovasculgen') Promotes Gingiva Soft Tissue Augmentation in Rabbits. Int J Mol Sci. 2024;25(18):10013.

12. Madry H., Gao L., Rey-Rico A., Venkatesan J.K., Muller-Brandt K., Cai X., et al. Thermosensitive Hydrogel Based on PEO-PPO-PEO Poloxamers for a Controlled In Situ Release of Recombinant Adeno-Associated Viral Vectors for Effective Gene Therapy of Cartilage Defects. Adv Mater. 2020;32(2):e1906508.

13. Mao Y., Hou X., Fu S., Luan J. Transcriptomic and machine learning analyses identify hub genes of metabolism and host immune response that are associated with the progression of breast capsular contracture. Genes & diseases. 2024;11(3):101087.

14. Nestiс D., Bozinoviс K., Pehar I., Wallace R., Parker A., Majhen D. The revolving door of adenovirus cell entry: not all pathways are equal. Pharmaceutics. 2021;13(10):1585.

15. Sharma D., Arora S., Singh J., Layek B. A review of the tortuous path of nonviral gene delivery and recent progress. International journal of biological macromolecules. 2021;183:2055-2073.

16. Steinhauff D., Ghandehari H. Matrix Mediated Viral Gene Delivery: A Review. Bioconjug Chem. 2019;30(2):384-99.

17. Stepanenko A., Sosnovtseva A., Valikhov M., Chernysheva A, Cherepanov S., Yusubalieva G. et al. Superior infectivity of the fiber chimeric oncolytic adenoviruses Ad5/35 and Ad5/3 over Ad5-delta-24-RGD in primary glioma cultures. Molecular Therapy-Oncolytics. 2022;24:230-248.

18. Tucci F., Scaramuzza S., Aiuti A., Mortellaro A. Update on Clinical Ex Vivo Hematopoietic Stem Cell Gene Therapy for Inherited Monogenic Diseases. Mol Ther. 2021;29(2):489-504.

19. Xiang Y., Lee J., Li Z., Loh X. Recent development of synthetic nonviral systems for sustained gene delivery. Drug Discovery Today. 2017;22(9):1318-1335.