Efficient and Highly Specific Gene Transfer Using Mutated Lentiviral Vectors Redirected with Bispecific Antibodies.

e

Abstract:

:Despite their exceptional potencies, the broad tropism of most commonly used lentivirus (LV) vectors limits their use for targeted gene delivery in vivo We hypothesized that we could improve the specificity of LV targeting by coupling (i) reduction of their binding to off-target cells with (ii) redirection of the vectors with a bispecific antibody (bsAb) that binds both LV and receptors on target cells. As a proof of concept, we pseudotyped nonreplicating LV using a mutated Sindbis envelope (mSindbis) with ablated binding to native receptors, while retaining the capacity to facilitate efficient fusion and endosomal escape. We then evaluated the transduction potencies of the mSindbis LV for HER2-positive (HER2+) (SKBR3) breast and HER2-negative (HER2-) (A2780) cells when redirected with different bsAbs. mSindbis LV alone failed to induce appreciable green fluorescent protein (GFP) expression in either cell. When mixed with HER2-targeting bsAb, mSindbis LV was exceptionally potent, transducing 12% to 16% of the SKBR3 cells at a multiplicity of infection (MOI [ratio of viral genome copies to target cells]) of 3. Transduction was highly specific, resulting in ∼50-fold-greater selectivity toward SKBR3 cells versus A2780 cells. Redirecting mSindbis LV led to a 10-fold improvement in cell-specific targeting compared to redirecting wild-type Sindbis LV with the same bsAb, underscoring the importance of ablating native virus tropism in order to maximize targeting specificity. The redirection of mutated LV using bsAb represents a potent and highly versatile platform for targeted gene therapy.IMPORTANCE The goal of gene therapy is specific delivery and expression of therapeutic genes to target cells and tissues. Common lentivirus (LV) vectors are efficient gene delivery vehicles but offer little specificity. Here, we report an effective and versatile strategy to redirect LV to target cells using bispecific antibodies (bsAbs) that bind both cell receptors and LV envelope domains. Importantly, we ablated the native receptor binding of LV to minimize off-target transduction. Coupling bsAb specificity and ablated native LV tropism synergistically enhanced the selectivity of our targeted gene delivery system. The modular nature of our bsAb-based redirection enables facile targeting of the same LV to diverse tissues/cells. By abrogating the native broad tropism of LV, our bsAb-LV redirection strategy may enable lentivirus-based gene delivery in vivo, expanding the current use of LV beyond ex vivo applications.

使用用双特异性抗体重定向的突变慢病毒载体进行高效和高特异性基因转移。

c

摘要:

: 尽管它们具有非凡的功效,但最常用的慢病毒 (LV) 的广泛嗜性载体限制了它们在体内靶向基因递送中的用途,我们假设我们可以通过偶联 (i) 减少它们与脱靶细胞的结合 (ii) 来提高 LV 靶向的特异性用结合 LV 和靶细胞上受体的双特异性抗体 (bsAb) 将载体重定向。作为概念的证明,我们使用了一个突变的辛德比斯包膜 (mSindbis),与天然受体消融结合,同时保留了促进高效融合和内体逃逸的能力,假型非复制 LV。然后我们评估了 mSindbis LV 对 HER2-positive (HER2 +) (SKBR3) 乳腺和 HER2-negative (HER2-) (A2780) 细胞的转导效力,当用不同的 bsAbs 重定向时。 mSindbis LV 单独不能诱导任何细胞中明显的绿色荧光蛋白 (GFP) 表达。当与 HER2-targeting bsAb 混合时,mSindbis LV 特别有效,在多重感染时转导 12% 至 16% 的 SKBR3 细胞 (MOI [病毒基因组拷贝数与靶细胞的比率]) 的 3. 转导具有高度特异性,与 A2780 细胞相比,对 SKBR3 细胞的选择性提高了约 50 倍。与使用相同的 bsAb 重定向野生型 Sindbis LV 相比,重定向 mSindbis LV 导致细胞特异性靶向的 10 倍改善, 强调消融天然病毒嗜性的重要性,以最大限度地提高靶向特异性。使用 bsAb 对突变的 LV 进行重定向代表了靶向基因治疗的有效和高度通用的平台。重要性基因治疗的目标是将治疗基因特异性递送和表达到靶细胞和组织。常见的慢病毒 (LV) 载体是高效的基因递送载体,但提供的特异性很小。在这里,我们报道了一种有效和通用的策略,使用结合细胞受体和 LV 包膜结构域的双特异性抗体 (bsAbs) 将 LV 重定向到靶细胞。重要的是,我们消融了 LV 的天然受体结合,以尽量减少脱靶转导。偶联 bsAb 特异性和消融天然 LV 趋向性协同增强了我们靶向基因传递系统的选择性。我们基于 bsAb 的重定向的模块化特性使同一 LV 能够轻松靶向不同的组织/细胞。通过废除 LV 的天然广泛取向,我们的 bsAb-LV 重定向策略可能实现基于慢病毒的体内基因递送,将 LV 的当前使用扩展到离体应用之外。

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研究方向:MICROBIOLOGY-
IF:7.867
IF值的bai意思是影响因子。是汤森路透(duThomson Reuters)出品的期刊引证报告zhi(Journal Citation Reports,JCR)中的一项数据。 影响因子dao目前的计算方法是:IF=C/(M+N)。以2017年IF的计算为例,M为该期刊2015年发表的文章数量,N为该期刊2016年发表的文章数量,C为该期刊2015和2016年两年发表的文章在2017年这一年被引用的
出版周期: UNITED STATES
中科院分区:Q4 来稿接收率:约 % 审稿周期:一般,3-8周
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Cellular Microbiology 4.53 第84百分位
#12
Antiviral Research 4.39 第83百分位
#13
Reviews in Medical Virology 4.32 第81百分位
#14
Journal of Virology 4.24 第80百分位
#15
Current Opinion in HIV and AIDS 4.10 第78百分位
#16
Viruses 3.92 第77百分位
#17
The Lancet HIV 3.77 第75百分位
#18
Journal of Viral Hepatitis 3.65 第74百分位
#19
Epidemics 3.42 第72百分位
#20
Journal of NeuroVirology 3.19 第71百分位
#21
Retrovirology 3.16 第69百分位
#22
Virology 3.14 第68百分位
#23
Expert Review of Anti-Infective Therapy 2.97 第66百分位
#24
Gut Pathogens 2.87 第65百分位
#25
Topics in antiviral medicine 2.82 第63百分位
#26
Journal of Clinical Virology 2.79 第62百分位
#27
Journal of General Virology 2.68 第61百分位
#28
Virus Research 2.58 第59百分位
#29
HIV/AIDS - Research and Palliative Care 2.52 第58百分位
#30
Papillomavirus Research 2.47 第56百分位
#31
Virology Journal 2.43 第54百分位
#32
Virology: Research and Treatment 2.43 第54百分位
#33
American Journal of Tropical Medicine and Hygiene 2.42 第52百分位
#34
Journal of Interferon and Cytokine Research 2.40 第50百分位
#35
AIDS Research and Therapy 2.26 第49百分位
#36
Archives of Virology 2.25 第47百分位
#37
Vector-Borne and Zoonotic Diseases 2.25 第47百分位
#38
Food and Environmental Virology 2.18 第44百分位
#39
Advances in Virology 1.97 第42百分位
#40
Interdisciplinary Perspectives on Infectious Diseases 1.97 第42百分位
#41
Journal of Medical Virology 1.93 第40百分位
#42
Journal of Virological Methods 1.82 第38百分位
#43
Antiviral Chemistry and Chemotherapy 1.81 第37百分位
#44
AIDS Research and Human Retroviruses 1.67 第36百分位
#45
Virus Genes 1.65 第34百分位
#46
Current HIV Research 1.54 第33百分位
#47
Journal of Infection in Developing Countries 1.53 第30百分位
#48
Open AIDS Journal 1.53 第30百分位
#49
Microbiology and Immunology 1.49 第28百分位
#50
Virologica Sinica 1.38 第27百分位
#51
Intervirology 1.35 第25百分位
#52
Viral Immunology 1.32 第24百分位
#53
VirusDisease 1.21 第22百分位
#54
Current Protocols in Microbiology 1.16 第21百分位
#55
Virology Reports 1.00 第19百分位
#56
Virus Adaptation and Treatment 1.00 第19百分位
#57
African Journal of AIDS Research 0.88 第16百分位
#58
Future Virology 0.81 第15百分位
#59
Acta Virologica 0.68 第13百分位
#60
African Journal of Clinical and Experimental Microbiology 0.29 第12百分位
#61
International Journal of Virology 0.27 第11百分位
#62
Journal of Bacteriology and Virology 0.25 第8百分位
#63
Molecular Genetics, Microbiology and Virology 0.25 第8百分位
#64
Voprosy Virusologii 0.22 第6百分位
#65
Journal of International Peacekeeping 0.10 第5百分位
#66
Chinese Journal of Microbiology and Immunology 0.08 第3百分位
#67
Infektsionnye Bolezni 0.07 第2百分位
#68
Virologie 0.04 第0百分位

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