허혈성 심장에서 유전자 치료의 효능을 평가하기 위한 거대 동물 모델

요약

허혈성 심장 질환에 대한 심근 유전자 치료는 미래 치료법에 대한 큰 가능성을 가지고 있습니다. 여기에서는 허혈성 심장에서 유전자 치료의 효능을 평가하기 위한 거대 동물 모델을 소개합니다.

초록

관상 동맥 질환은 전 세계적으로 사망률과 이환율의 중요한 원인 중 하나입니다. 현재 치료법의 진행에도 불구하고 관상 동맥 질환 환자의 상당 부분이 증상을 유지하고 있습니다. 유전자 요법 매개 치료 혈관신생은 심근 관류를 개선하고 증상을 완화하기 위한 새로운 치료 방법을 제공합니다. 다양한 혈관신생 인자를 이용한 유전자 요법은 몇 가지 임상 시험에서 연구되었습니다. 이 방법의 참신함으로 인해 심근 유전자 치료의 진행은 벤치에서 침대 옆으로 이어지는 연속적인 경로입니다. 따라서 안전성 및 효능을 평가하기 위해서는 대형 동물모델이 필요하다. 대형 동물 모델이 원래 질병과 클리닉에서 사용되는 종점을 더 많이 식별할수록 임상 시험에서 더 예측 가능한 결과를 얻을 수 있습니다. 여기에서는 허혈성 돼지 심장에서 유전자 치료의 효능을 평가하기 위한 거대 동물 모델을 소개합니다. 우리는 초음파 영상 및 ¹⁵H₂O-PET와 같은 임상 적으로 관련된 영상 방법을 사용합니다. 원하는 영역으로의 유전자 전달을 표적화하기 위해 전기해부학적 매핑이 사용됩니다. 이 방법의 목적은 (1) 만성 관상 동맥 질환을 모방하고, (2) 심장의 저산소 영역에서 치료 혈관신생을 유도하고, (3) 관련 종점을 사용하여 유전자 요법의 안전성과 효능을 평가하는 것입니다.

서문

관상동맥 질환은 전 세계적으로 사망률과 질병 부담의 막대한 부분을 차지합니다¹. 현재 치료 전략은 경피적 중재, 약리학적 치료, 우회 수술²이다. 그러나 이러한 현재 치료법의 발전에도 불구하고 많은 환자들이 소위 불응성 협심증을 앓고 있으며, 이는 새로운 치료법에 대한 충족되지 않은 필요성을 강조한다³. 유전자 치료 매개 치료 혈관신생은 이 환자 그룹을 표적으로 할 수 있습니다.

심근 유전자 치료는 가장 일반적으로 다른 바이러스 벡터, 가장 일반적으로 복제 결핍 아데노바이러스⁴를 사용하여 전달됩니다. 치료 유전자로서, 다양한 혈관신생 성장 인자들이 사용된다. 가장 실질적으로 연구된 혈관신생 성장인자는 혈관 내피 성장인자 수용체(VEGFRs)와 그 보조수용체를 통해 혈관신생 신호전달을 매개하는 혈관 내피 성장인자(VEGF)이다⁵. 여러 임상 시험에서 심장 유전자 치료의 이점과 안전성이 입증되었으며 이 새로운 치료 방법을 허혈성 심장 질환 치료를 위한 현실적인 옵션으로 만들었습니다 ^6....

프로토콜

여기에 제시된 실험은 약 10 주 된 암컷 국내 돼지를 사용하여 수행되며 핀란드 동물 실험위원회의 승인을 받았습니다. 프로토콜이 시작될 때 동물의 무게는 30-40kg이므로 인간과 동일한 절차 장비 및 이미징 방식을 허용합니다. 만성 허혈은 유전자 전달 14일 전에 유도되며, 유전자 전달 후 추적 관찰 시간은 사용된 바이러스 벡터에 따라 다릅니다. 연구 프로토콜은 그림 1에 나와 있습니다. 이 프로토콜은 아데노바이러스 또는 AAV 매개 유전자 요법 주사를 수행하는 데 사용할 수 있습니다. 샘플 수집 시간은 사용된 바이러스 벡터에 따라 달라지는 이식유전자 발현 피크에 맞게 조정되어야 합니다. 예를 들어, 아데노바이러스 유전자 전달을 수행할 때 샘플 수집 시간은 유전자 전달 후 6일로 설정됩니다.

1. 약물 치료

1. 치명적인 심실 부정맥을 예방하기 위해 아미오다론 200mg과 비소프롤롤 2.5mg을 매일 투여하십시오. 약물은 허혈 수술 1주일 전에 시작하여 추적 관찰까지 매일 계속됩니다.
2. 또한, 스텐트 삽입 후 급성 스텐트 내 혈전증을 예방하기 위해 허혈 수술 1일 전에 동물에게 클로피도그렐(300mg)과 아세틸살리실산(300mg)을 경구 투여한다.
....

결과

허혈 수술의 성공 여부는 관상 동맥 조영술에 의해이 프로토콜과 유전자 전달을 진행하기 전에 경흉부 초음파 (그림 1)에 의해 저 운동 영역을 결정함으로써 확인할 수 있습니다. 관상동맥 폐색의 상태는 관상동맥 조영술로 평가할 수 있으며, 전기해부학적 매핑은 허혈성 및 동면 영역을 보장합니다.

유전자 치료의 효능은 15H2O-PET에 의한 원주 변형률, 박.......

토론

이 프로토콜의 시점은 사용된 바이러스 벡터에 따라 수정될 수 있습니다. 또한, 면역조직학적 분석은 치료 유전자에 따라 선택될 수 있다. 필요한 경우 프로토콜에 더 많은 시점과 끝점을 추가할 수도 있습니다.

이 프로토콜은 성공에 필수적이며 나중에 수정할 수 없는 단계로 구성됩니다. 첫째, 적절한 허혈을 유도하지 못하면 동물을 추가 절차 및 분석에서 제외해야 합니다........

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
1% PFA	VWR	VWRC28794.295	Prepared from paraformaldehyde powder
15 % sucrose	VWR	VWRC27480.294	Prepared from solid sucrose
4% PFA	VWR	VWRC28794.295	Prepared from paraformaldehyde powder
5 F pigtail catheter	Cordis	534-550S
6 F catheter AR2	Cordis	670-112-00
6 F introducer sheath	Cordis	504-606X
8 F introducer sheath	Cordis	504-608X
Acetylsalicylic acid			Varying producer
Amiodarone			Varying producer
Angiographic station	GE Healthcare
Angiolaboratory set	Mölnlycke		designed for the needs of our angiolaboratory, contains sterile drapes, cups and swabs
Bisoprolol			Varying producer
Cefuroxime			Varying producer
Clopidogrel			Varying producer
Coroflex Blue stent	B.Braun Medical	5029012	Catalog number depends on stent size
Crile forceps
Cyclotron	GE Healthcare
Dobutamine			Varying producer
Electroanatomical mapping system	Biologics Delivery Systems, Johnson & Johnson company
Enoxaparin			Varying producer
Fentanyl			Varying producer
Intramyocardial injection catheter	Johnson & Johnson
Iodine contrast agent	Iomeron
Kitchen knife			Varying producer
Lidocaine			Varying producer
Liquid nitrogen			Varying producer
MgSO4			Varying producer
Needle 18 G	Cordis	12-004943
Perfusion pump
PET-CT scanner	Siemens Healthcare
Polytetrafluoroethylene tube
Propofol			Varying producer
Scalpel no 11	VWR	SWAN0503
Sublingual dinitrate	Takeda
Ultrasound machine	Philips