Development of a bone-targeted gene therapy using an engineered adeno-associated virus capsid

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K16069
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
• Research Institution: Asahikawa Medical College
• Principal Investigator: Sawamoto Kazuki 旭川医科大学, 医学部, 特任助教 (80608696)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 遺伝子治療 / アデノ随伴ウイルス / 骨ターゲティング / カプシドタンパク / 骨系統疾患

Outline of Final Research Achievements

The development of effective and safe gene therapies for skeletal dysplasia is an important issue. In this study, we have created several adeno-associated virus (AAV) vectors in which the capsid protein of its virus is modified with a bone targeting signal, an acidic oligopeptide (an eight-residue stretch of L-aspartic acids: D8). However, in vivo experiments showed that insertion of D8 into AAV8 capsid protein did not increase the delivery of the vectors into bone and cartilage. The efficiency of transduction of the capsid-modified virus vectors into the liver was also decreased. In addition, hydroxyapatite assay showed that the capsid modification did not enhance the affinity of the AAV vectors to the bone matrix. For these results mentioned above, further optimization of the modification site in AAV8 capsid is needed.

Free Research Field

臨床薬学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、難病や希少遺伝性疾患に対するアデノ随伴ウイルスベクターを用いた遺伝子治療の開発が注目を集めている。一回の投与で目的遺伝子の持続的な発現が可能であるため従来の治療法の欠点を補うことができると考えられている。しかしながら骨組織を標的にした場合には、ベクターの骨への送達を向上させることが不可欠である。本課題では、骨ターゲティングシグナルとして酸性アミノ酸オリゴペプチドを用いて、カプシド改変型ベクターの構築に取り組んだ。しかしながら、骨指向性を有したベクターの確立には至らなかった。今回の研究結果は、今後カプシド改変型のベクターを構築する際に有益な情報になると考えられる。