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  • 気になる企業 – Oxgene™️ (Oxford Genetics LTD) – LentivirusのPCL/rAAV高生産できるHEK293細胞株/PCLの構築手順 – ID12556 [2020/11/22]

    気になる企業 – Oxgene™️ (Oxford Genetics LTD) – LentivirusのPCL/rAAV高生産できるHEK293細胞株/PCLの構築手順 – ID12556 [2020/11/22]

    Oxgene™️

    • Headquarter : San Francisco (HQ), Ca United States source linke
    • Oxgene™️は、Lentivirusに注力するOxford Genetics社の技術ブランドです。その中心的技術は、
    • FaceBookの投稿から、以下の5領域が強みのようです。
      • / Our new packaging and producer cell lines for #scalable #lentiviral manufacture of new #celltherapies.
        (細胞治療としてLentiviralのスケーラブルなのPCL)
      • / An innovative new technology for scalable #AAV production that we hope will completely change the way #genetherapies are manufactured.
        (革新的なAAVのスケーラプルな製造技術)
      • / A mammalian display #antibodydiscovery platform that self-labels when antibodies bind to the target membrane protein
        (哺乳動物細胞による膜タンパク質に結合する抗体があれば自己標識する探索プラットフォーム)
      • / How we’ve adapted our #CRISPR engineering workflow to reliably edit #iPSCs
        (多機能幹細胞を編集する最適化されたCRISPRエンジニアリング・ワークフロー)
      • / How our proprietary in house laboratory information management system is keeping us on track, and keeping our partners informed, in real time.
        (社内の実験情報マネジメント・システムは、情報をリアルタイムに提供する)
    • その他、AAV5を高産生するHEK293細胞株を、GMPでセルバンク化しています。この細胞株は、他の血清型のAAVやレンチウイルスでも高生産性が得られる。
    • OXGENE has developed a novel CHO-based mammalian display antibody technology targeting membrane proteins. 

    Oxgene™️ by Oxford Genetics LTD

    https://www.oxgene.com/

    ショートヒストリー

    A Short History of Gene Therapies – News MEDICAL LIFE SCIENCES –

    https://www.news-medical.net/whitepaper/20200601/A-Short-History-of-Gene-Therapies.aspx

    生産細胞株

    Lentivirus

    Lentivirus生産株として、GOI plasmidを除くCell Line (Packaging Cell Line)を持っている (Lenti packaging cell line) source

    • 浮遊系細胞であるHEK293
    • 目的遺伝子を導入したProducer Cell Lineの作成にも使用可能
    • Develop and characterisation of cGMP-compliant stable packaging cell line for inducible lentiviral vector production PDF source link
    • source link

    Developing lentiviral packaging and producer cell lines

    合計3のブラスミドを導入する。2つをトランスフェクションの時点でPackaging cell line, 最後のGOIを導入した時点でProducer cell lineという。

    • Step 1 (Design and optimize)
      • VSV-G, Gag/Polのデザインと最適化
      • Plasmid取得
      • HEK293細胞へのトランスフェクション
    • Step 2 (single cell sort)
      • 安定プール細胞をソーティング(50~60/96 well plates
      • 拡大培養とクローンのモニタリング (自動化装置)
    • Step 3 (10クローン選択)
      • クローン選択
        • growth kinetics
        • VSV-G and Gag/Pol 導入
        • 誘導なしの拡大培養
        • 500~600クローンから40~50選択(トランスジーンを含む)
        • 10クローン選択 (lentiviral生産)
    • Step 4 (Top clone選択)
      • 拡大培養
      • 培養のCharacterize and Optimize
      • lentiviral生産の条件
      • growth profile
      • VSV-G and Gag/Pol コピー数
      • 適する培地、トランスフェクションにおける細胞濃度、トランスフェクション試薬、添加剤
    • Step 5 (final pre-packaging cell line取得)
      • 試験
        • stability
      • further rounds of cell line development
      • Cell banking
    • Step 6 (GOIデザインと最適化とpackaging cell lineへのトランスフェクション)
      • Rev (packaging cell lines), Gene of interest (GOI)のデザイン
      • Transfect to pre-packaging cell line)
      • 安定プール株の選択
    • Step 7 (Single cell sort)
      • 20-30 clones to 96 well plates
      • expand
      • monitor clone growth
    • Step 8 (スクリーニング to 300~400 clones)
      • growth kinetics
      • Rev and or GOI integration
      • lentiviral production
    • Step 9 (Top 10 selection)
      • further expand
      • characterize
      • optimize growth
      • transfection/induction condition
      • growth profile
      • VSV-G
      • Gag/Pol
      • Rev and/or GOI copy number
      • Supplementation
      • if neccessary, goto step 6 as a allternative route to develop producer cell lines from lentiviral packaging cell lines
    • Step 10
      • Select final packaging and producer cell line(s)
    • Step 11 (process development)
      • optimize growth
        • packaging cell line
        • producer cell line
      • transfection conditions
        • packaging cell line
        • improve final titer
      • transfection-free
        • producer cell line

    Developing lentiviral packaging and producer cell lines, 2020/11

    https://www.regmednet.com/infographics/developing-lentiviral-packaging-and-producer-cell-lines/?utm_campaign=RegMedNet&utm_content=146236346&utm_medium=social&utm_source=linkedin&hss_channel=lcp-11529313

    CRISPER技術

    CRISPR関連の技術を有する1)

    • Cell line engineering
    • CRISPR screening
    • Cas9 engineering

    AAVシステム

    • 優れたAAVシステムを持っている
    • HEK293細胞
      • AAV産生 に最適なクローンの設定を完了している
    • CHO細胞を用いている
    • FUJIFILM Diosynth Biotechにライセンスを提供している

    CRISPRとは、

    • CRISPR-Cas9(clustered regularly interspaced short palindromic repeats / CRISPR associated proteins)
    • DNA二本鎖の任意の位置を切断(Double Strand Breaks=DSBs)し、新たに遺伝子を挿入したり、遺伝子を置換・削除できる遺伝子改変技術。
    • 2013年に報告されたCRISPR-Cas技術は、ZFN、TALENに続く第3世代のゲノム編集ツールである
    • 標的遺伝子の変更、複数遺伝子のターゲットが容易
    • 現在、哺乳類細胞ばかりではなく、細菌、寄生生物、ゼブラフィッシュ、など細胞や生物種において、そのゲノム編集利用されている。
    • CRISPR-Cas9システムは、細菌や古細菌においてウイルスやプラスミドといった遺伝的要素の侵入物を標的し、排除するよう進化した適応免疫の一つ
    1)

    CRISPR – Libraries and screening

    2)

    CRISPR-Cas9の情報

    DNA二本鎖を切断してゲノム配列の任意の場所を削除、置換、挿入することができる新しい遺伝子改変技術特集:CRISPR-Cas9 とは – コスモバイオ – より

    https://www.cosmobio.co.jp/product/detail/crispr-cas.asp?entry_id=14354
    3)

    FUJIFILM Diothynth Biotechnologies社との提携

    Fujifilm Diothynth Biotechnologies (FDB)社はOxford Genetics社のOxgene独自のAAVシステム(遺伝子治療関連)のライセンスを受けており、FDBの製造サイトでは顧客に対してサービスを提供している

    遺伝子治療の分野で、FUJIFILM Diothynth Biotechnologies社との戦略的パートナー契約を結んだ (2020/04) – OXGENEサイト – より

    https://www.oxgene.com/News-and-Events/News/2020/04/FDB-partners-with-OXGENE
    4) Celebrating 40 Years

    Live and let live: the remarkable story of HEK293 cells in April’s Human Gene Therapy – Oxgene より

    HEK細胞(E1遺伝子がインテグレートされている)でのみ増殖できるアデノウイルス(E1遺伝子を欠く)のグラハム(Graham, 1973~)の研究 – E1遺伝子は、E1遺伝子がHEK293細胞とE1遺伝子を欠いたアデノウイルスとに、完全に切り分けできていないため、重複する領域が存在する。そのことで、相同組換えが起こり、そのアデノウイルスは、E1を獲得して野生型となっていまう問題があるることがわかりました。1999年の臨床試験では10代の肝臓関連の患者が死亡しました。2016年には、アデノウイルスは、腫瘍溶解による癌治療として使用されています。遺伝子補充療法分野では、AAVとレンチウイルスベクターが使用されるようになりました。
    現在の遺伝子補充療法分野での課題は、スケーラプルな製造方法です。現状では、遺伝子治療にはね200万ドル以上かかると試算されます。OXGENEでは、HEK293細胞を技術の中心にして、AAV5などを効率的的に生産できるように研究をしています。(1)メディア、(2)AAV作成が高いHEK293細胞のクローニング、(3)その他のAAVやレンチウイルスでも高い生産性を示しました。この細胞株をGMPによるセルバンクとすることができました。

    https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/hum.2020.29116.oxg
    5)

    Achieving High-Yield Production of Functional AAV5 Gene Delivery Vectors via Fedbatch in an Insect Cell-One Baculovirus Sytstem (2019) – Methods & Clinical Development – より

    https://www.cell.com/molecular-therapy-family/methods/pdf/S2329-0501(19)30020-8.pdf
    6)

    Scalable Production of AAV Vectors in Orbitally Shaken HEK293 Cells (2018) – Methods & Clinical Development -より

    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6305802/#!po=26.7045
    7)

    Manufacturing of viral vetors for gene therapy: part I. Upstream processing (2014) – Pharm. Bioprocess -より

    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6305802/#!po=26.7045

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    ジュジェンヌ型筋ジストロフィーの治療薬の研究として、AAVを活用したゲノム編集型遺伝子治療研究の文献を概説し、既に市販されているアンチセンス核酸医薬品の作用機序などを示して、筋ジストロフィーという希少疾患を知る。
    Post Views: 194 CRISPR CRISPRは,clustered regularly interspaced short palindromic repeatの略号です. 京都大学より CRISPRとはC…
    2020/03/25 はりきり(Mr)
    2020/05/24 追記 (ウイルスを高生産するHEK293細胞株)
    2020/09/16 追記 (5つの主たる強み)
    2020/11/22 追記 (lentivirusのPLCの作り方)
  • [ゲノム編集] デュアルAAVデリバリーシステムによるマウスのデュシェンヌ型筋ジストロフィーの治療研究 (CRISPR-Cas9を補助する) – ID9877 [2020/08/22]

    [ゲノム編集] デュアルAAVデリバリーシステムによるマウスのデュシェンヌ型筋ジストロフィーの治療研究 (CRISPR-Cas9を補助する) – ID9877 [2020/08/22]

    はじめに

    ゲノム編集には、ウイルスベクターが必要です。小型の動物実験には、Labレベルのウイルスベクターの製造能力でも対応が可能ですが、ヒトへの臨床応用には、一般の実験室規模では対応が難しくなります。

    新しいモダリティであるウイルスベクターにも参入障壁となっています。研究者たちは、色々と試行錯誤して少ないウイルスベクターでも効率的なゲノム編集が可能な方法を模索しています。

    概要

    デュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)は、ジストロフィン遺伝子(DMD)に変異を持つ。これまでは、CRISPR-Cas9を介した「シングルカット」ゲノム編集を行い、DMD動物モデルの多様な遺伝子変異を修正してきた。

    効率的にin vivoゲノム編集を行うには高用量のアデノ随伴ウイルス(AAV)が必要であるため、臨床に応用するには課題となっています。

    この研究では、従来のAAV vectorに、補完するAAV vectorを用意してデュアルAAVシステムとしてデザインされています。

    DMDマウスモデルでの検討

    • Cas9ヌクレアーゼを一本鎖AAV(ssAAV)にパッケージ
    • CRISPRシングルガイドRNAを自己相補的AAV(scAAV)にパッケージ

    効率的なゲノム編集に必要なscAAVの用量は、ssAAVの場合よりも少なくとも20倍低かった。治療を受けたマウスは、ジストロフィン発現の回復と筋肉収縮性の改善を示した。これらの調査結果は、scAAVシステムを使用することで、CRISPR-Cas9を介したゲノム編集の効率を大幅に改善できることを示した。

    Enhanced CRISPR-Cas9 correction of Duchenne muscular dystrophy in mice by a self-complementary AAV delivery system, 2020 – Science Advances –

    https://advances.sciencemag.org/content/6/8/eaay6812.full

    参考

    デュジェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)の病態とビルテプソ®︎の作用機序 – 日本新薬 –

    (1)5歳ごろに運動能力のピークを迎え、10最ごろに歩行困難となる。
    (2)嚥下障害、排痰困難、消化管障害、呼吸筋や心筋障害と進み、呼吸不全、心不全で死に至る
    (3)ジストロフィン遺伝子は、79個のエクソンを有する。スプライシングにより、mRNAは14kbと小さくなる。
    (4)翻訳されたジストロフィン蛋白質のアミノ酸数は、3,685個、分子量は、427kDaと巨大分子である
    (5)ジストロフィンは、細胞室内のアクチンと結合し、細胞膜の糖タンパク質(αジストログリカン; αDG)とジストロフィン-ジストロフィン関連糖タンパク質複合体を形成し、ラミニンα2を通じて細胞外マトリックスの基底膜と連結している。すなわち、ジストロフィンは、基底膜と筋細胞の細胞骨格を固定し、筋細胞同士を固く構造を維持するしている
    (6)ジストロフィン-ジストロフィン関連糖タンパク質複合体の両端の構造は筋細胞の構造維持には必須である

    (7)発症機序 : ジストロフィンの欠損により筋細胞構造が脆弱であるため、筋細胞構造の破壊と再生が繰り返す結果、患部は瘢痕化(脂肪化、線維化)する事で、筋細胞の再生がされにくくなっていく
    (8)ジストロフィン遺伝子内にエクソンの欠失があり、その結果、塩基数が3の倍数でなくなる時、mRNAがアミノ酸へ翻訳できなくなるアウト・オブ・フレームが生じ、翻訳されるジストロフィンタンパク質は、縮小されるか欠損する
    (9)ビルテプソ®︎は、ジストロフィン遺伝子のエクソン53を標的とするアンチセンス核酸医薬品で、エクソン53に結合してスプライシング時にエクソン53をスキップさせるてアウト・オブ・フレームをさせなくする

    https://www.nippon-shinyaku.co.jp/viltepso/pathological/

    デュシェンヌ型筋ジストロフィー(Duchenne muscular dystrophy:DMD)- JMDA ; 日本筋ジストロフィー協会

    (1)X連鎖(性染色体のジストロフィン遺伝子の変異)の劣性遺伝であるため患者は男児に多い
    (2)健常人では、筋細胞の細胞膜の構成成分の1つであるβジストログリカン(β-DG)の細胞質側に細長い縄状のジストロフィン蛋白質が結合している。ジストロフインの先端はアクチンフィラメント結合している。DMDでは、ジストロフィン蛋白質を欠損している
    (3)突然変異での発症もある(1/3)
    (4)稀に鎖染色体と常染色体の相互転座、Turner症候群があると女児にも発症
    (5)女性で遺伝子の異常を持っている場合、稀にクレアチンキナーゼ(creatine kinase; CK)が高く、軽い筋力の低下がある
    (6)DMDの発症率は、3,300人あたり1人、10万人あたり3-5人
    (7)3~5歳頃から、転びやすく走れないなどの運動能力の低下が見られる
    (8)治療は、ステロイド治療、予防はリハビリが有効
    (9)AAVを使ったシストロフィン遺伝子治療への期待

    https://www.jmda.or.jp/mddictsm/mddictsm2/mddictsm2-1/mddictsm2-1-1/
    編集履歴
    2020/02/20 はりきり(Mr)
    2020/08/22 追記(アンチセンス医薬品(日本新薬)、日本筋ジストロフィー協会)
    2021/10/31,記載整備
  • [Bio-Edu] ゲノム編集/CRISPR-Cas9  [2023/10/20]

    [Bio-Edu] ゲノム編集/CRISPR-Cas9 [2023/10/20]

    CRISPR

    CRISPRは,clustered regularly interspaced short palindromic repeatの略号です.

    1. 1987,大腸菌で確認される
    2. 最近のDNAに存在する繰り返し配列
    3. 大腸菌におけるファージなどの遺伝子に対する免疫システム
    4. CRISPRに関連する酵素には,Cas9があり,DNA配列を切断する.
    5. Cas9の原理を利用してゲノム編集技術が開発されている.ゲノム編集とは,生物の遺伝子を改変できる技術である.
    6. これをCRISPR-Cas9と総称する
    7. CRISPR-Cas9は,遺伝子の欠損にも,遺伝子の抑制・破壊にも使用できる.
    8. 2020年に,技術についてノーベルショーが与えられた

    京都大学より

    CRISPRとは
    Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeatsの略で、近年原核生物でファージやプラスミドに対する獲得免疫機構として機能していることが判明したDNA領域のことを指します。
    リピート配列とスペーサー配列

    http://www.tmd.ac.jp/grad/bac/CRISPR.html

    CRISPR – wikipedia.j

    CRISPR – Wikipedia

    用いる材料

    • 人工ヌクレアーゼ
    • シンクフィンガーヌクレアーゼ (ZFN)
    • テールフクレアーゼ (TALEN)

    CRISPR/Cas9 (核酸分解酵素): 核酸を切断する遺伝子編集法に使用される

    切断した時に元どおりに修復する機能と稀にエラーする機能を応用する。

    https://www.cosmobio.co.jp/product/detail/crispr-cas.asp?entry_id=14354

    用語

    • 遺伝子多型: 致命的な影響を与えない範囲の遺伝子配列の違い。原意は、1塩基が置き換わる置換。塩基が失われる欠失、新たな塩基が入り込む挿入、などの変異がある。
    • 1塩基変異 (Single Nucleotide Polymorphism: SNP)は、1000塩基ごとに1つの割合の頻度で起こる。

    編集履歴

    2019/10/06, Mr.Harikiri
    2023/10/20, 追記(簡単なまとめ)