Name: production of adeno-associated virus vectors in cell stacks for preclinical studies in large animal models
Uploaded: 2021-06-30T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Production of Adeno-Associated Virus Vectors in Cell Stacks for Preclinical Studies in Large Animal Models at JoVE.com

Amira D. Rghei, Brenna A. Y. Stevens, Sylvia P. Thomas y Jacob G. E. Yates recibieron estipendios para estudiantes de la Facultad de Veterinaria de Ontario, así como becas para graduados de Ontario. Amira D. Rghei recibió un Mitacs Accelerate Studentship. Este trabajo fue financiado por la Subvención del Proyecto de los Institutos Canadienses para la Investigación en Salud (CIHR) (# 66009) y una subvención de Proyectos de Investigación en Salud Colaborativa (NSERC asociada) (# 433339) a SKW.

1. Doble transfección plásmida de células HEK293 en pilas celulares
<ol><li>Descongele un crio-vial de células HEK293 en un baño de perlas a 37 °C. NOTA: Precaliente dmEM completo a 37 ° C mientras las celdas se descongelan para garantizar que la temperatura fría no choque las células al enchapar. Asegúrese de que las células tengan un número de paso bajo, idealmente menos de 20, para garantizar un crecimiento óptimo y una eficiencia de transfección. Asegúrese de que las células estén certificadas c...

<ol>
	<li>Hastie, E., Samulski, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adeno-associated+virus+at+50:+A+golden+anniversary+of+discovery,+research,+and+gene+therapy+success-a+personal+perspective.">Adeno-associated virus at 50: A golden anniversary of discovery, research, and gene therapy success-a personal perspective.</a> Human Gene Therapy. 26 (5), 257-265 (2015).</li><li>Wang, D., Tai, P. W. L., Gao, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adeno-associated+virus+vector+as+a+platform+for+gene+therapy+delivery.">Adeno-associated virus vector as a platform for gene therapy delivery.</a> Nature Reviews Drug Discovery. 18 (5), 358-378 (2019).</li><li>Nathwani, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+safety+and+efficacy+of+factor+IX+gene+therapy+in+hemophilia+B.">Long-term safety and efficacy of factor IX gene therapy in hemophilia B.</a> The New England Journal of Medicine. 371 (21), 1994-2004 (2014).</li><li>Kuzmin, D. 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FDA Available from: <a target="_blank" href="https://www.fda.gov/news-events/press-announcements/fda-approves-novel-gene-therapy-treat-patients-rare-form-inherited-vision-loss">https://www.fda.gov/news-events/press-announcements/fda-approves-novel-gene-therapy-treat-patients-rare-form-inherited-vision-loss</a> (2020)</li><li>FDA approves innovative gene therapy to treat pediatric patients with spinal muscular atrophy, a rare disease and leading genetic cause of infant mortality. FDA News Release. FDA Available from: <a target="_blank" href="https://www.fda.gov/news-events/press-announcements/fda-approves-innovative-gene-therapy-treat-pediatric-patients-spinal-muscular-atrophy-rare-disease">https://www.fda.gov/news-events/press-announcements/fda-approves-innovative-gene-therapy-treat-pediatric-patients-spinal-muscular-atrophy-rare-disease</a> (2020)</li><li>Statement from FDA Commissioner Scott Gottlieb, MD and Peter Marks, MD Ph.D., Director of the Center for Biologics Evaluation and Research on new policies to advance development of safe and effective cell and gene therapies. FDA Available from: <a target="_blank" href="https://www.fda.gov/news-events/press-announcements/statement-fda-commissioner-scott-gottlieb-md-and-peter-marks-md-phd-director-center-biologics">https://www.fda.gov/news-events/press-announcements/statement-fda-commissioner-scott-gottlieb-md-and-peter-marks-md-phd-director-center-biologics</a> (2020)</li><li>Asokan, A., Schaffer, D. V., Samulski, R. 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F., Kreuz, S., Rumpel, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+transduction+efficiency,+tropism+and+axonal+transport+of+aav+serotypes+1,+2,+5,+6,+8+and+9+in+the+mouse+brain.">Analysis of transduction efficiency, tropism and axonal transport of aav serotypes 1, 2, 5, 6, 8 and 9 in the mouse brain.</a> PLOS One. 8 (9), 76310 (2013).</li><li>Zincarelli, C., Soltys, S., Rengo, G., Rabinowitz, J. 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P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+triple-mutant+AAV6+capsid+induces+rapid+and+potent+transgene+expression+in+the+muscle+and+respiratory+tract+of+mice.">A novel triple-mutant AAV6 capsid induces rapid and potent transgene expression in the muscle and respiratory tract of mice.</a> Molecular Therapy. Methods &amp; Clinical Development. 9, 323-329 (2018).</li><li>Wu, Z., Asokan, A., Grieger, J. C., Govindasamy, L., Agbandje-McKenna, M., Samulski, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=single+amino+acid+changes+can+influence+titer,+heparin+binding,+and+tissue+tropism+in+different+adeno-associated+virus+serotypes.">single amino acid changes can influence titer, heparin binding, and tissue tropism in different adeno-associated virus serotypes.</a> Journal of Virology. 80 (22), 11393-11397 (2006).</li><li>Liu, J., Moon, Y. -. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+purification+of+adeno-associated+virus-DJ+for+liver-specific+gene+expression.">Simple purification of adeno-associated virus-DJ for liver-specific gene expression.</a> Yonsei Medical Journal. 57 (3), 790-794 (2016).</li><li>Grimm, D., Kern, A., Rittner, K., Kleinschmidt, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+tools+for+production+and+purification+of+recombinant+adeno-associated+virus+vectors.">Novel tools for production and purification of recombinant adeno-associated virus vectors.</a> Human Gene Therapy. 9 (18), 2745-2760 (1998).</li><li>Kimura, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production+of+adeno-associated+virus+vectors+for+in+vitro+and+in+vivo+applications.">Production of adeno-associated virus vectors for in vitro and in vivo applications.</a> Scientific Reports. 9 (1), 13601 (2019).</li><li>Aurnhammer, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Universal+real-time+PCR+for+the+detection+and+quantification+of+adeno-associated+virus+serotype+2-derived+inverted+terminal+repeat+sequences.">Universal real-time PCR for the detection and quantification of adeno-associated virus serotype 2-derived inverted terminal repeat sequences.</a> Human Gene Therapy Methods. 23 (1), 18-28 (2012).</li><li>. Paramyxoviridae: The viruses and their replication. Fields Virology Available from: <a target="_blank" href="https://www.scholars.northwestern.edu/en/publications/paramyxoviridae-the-viruses-and-their-replication">https://www.scholars.northwestern.edu/en/publications/paramyxoviridae-the-viruses-and-their-replication</a> (1996)</li><li>Boussif, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+versatile+vector+for+gene+and+oligonucleotide+transfer+into+cells+in+culture+and+in+vivo:+polyethylenimine.">A versatile vector for gene and oligonucleotide transfer into cells in culture and in vivo: polyethylenimine.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 92 (16), 7297-7301 (1995).</li><li>Kaludov, N., Brown, K. E., Walters, R. W., Zabner, J., Chiorini, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adeno-associated+virus+serotype+4+(AAV4)+and+AAV5+Both+require+sialic+acid+binding+for+hemagglutination+and+efficient+transduction+but+differ+in+sialic+acid+linkage+specificity.">Adeno-associated virus serotype 4 (AAV4) and AAV5 Both require sialic acid binding for hemagglutination and efficient transduction but differ in sialic acid linkage specificity.</a> Journal of Virology. 75 (15), 6884-6893 (2001).</li><li>Burnham, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analytical+ultracentrifugation+as+an+approach+to+characterize+recombinant+adeno-associated+viral+vectors.">Analytical ultracentrifugation as an approach to characterize recombinant adeno-associated viral vectors.</a> Human Gene Therapy Methods. 26 (6), 228-242 (2015).</li><li>Dobnik, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accurate+quantification+and+characterization+of+adeno-associated+viral+vectors.">Accurate quantification and characterization of adeno-associated viral vectors.</a> Frontiers in Microbiology. 10, 1570 (2019).</li><li>Backovic, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capsid+protein+expression+and+adeno-associated+virus+like+particles+assembly+in+Saccharomyces+cerevisiae.">Capsid protein expression and adeno-associated virus like particles assembly in Saccharomyces cerevisiae.</a> Microbial Cell Factories. 11, 124 (2012).</li></ol>

La producción de vectores AAV recombinantes (rAAV) descritos en este documento utiliza materiales, reactivos y equipos comunes que se encuentran en la mayoría de los laboratorios e instalaciones de investigación de biología molecular. Este papel permite que el lector produzca rAAV de alta calidad in vitro e in vivo. Sobre todo, este protocolo para la producción de rAAV, en comparación con los protocolos más tediosos que implican la purificación de cloruro de cesio, es eficiente y evita el uso de...

La terapia génica que utiliza vectores de virus adenoasociados (AAV) ha logrado grandes avances en las últimas tres décadas1,2. Las mejoras demostradas en una amplia gama de enfermedades genéticas, incluida la ceguera congénita, la hemofilia y las enfermedades del sistema musculoesquelético y nervioso central, han llevado la terapia génica AAV a la vanguardia de la investigación clínica3,4. En 2012, la Agencia Europea de Medicamentos (EMA) aprobó Glybera, un vector AAV1 que expresa lipoproteína lipasa (LPL) para el tratamiento de la deficiencia de LPL, lo que la convierte en la primera autorización de comercialización para un tratamiento de terapia génica en Europa o estados Unidos5. Desde entonces, dos terapias génicas AAV adicionales, Luxturna6 y Zolgensma7,han recibido la aprobación de la FDA, y se espera que el mercado se expanda rápidamente en los próximos 5 años con hasta 10-20 terapias génicas esperadas para 20258. Los datos clínicos disponibles indican que la terapia génica AAV es una modalidad segura, bien tolerada y eficaz, lo que la convierte en uno de los vectores virales más prometedores, con más de 244 ensayos clínicos con AAV registrados con ClinicalTrials.gov. El creciente interés en las aplicaciones clínicas que involucran vectores AAV requiere métodos de producción robustos y escalables para facilitar la evaluación de las terapias AAV en modelos animales grandes, ya que este es un paso crítico en la tubería traslacional9.
Para la producción de vectores AAV, los dos requisitos principales son el genoma AAV y la cápside. El genoma de tipo salvaje (wt)-AAV es ADN monocatenario que tiene aproximadamente 4,7 kb de longitud10. El genoma wt-AAV comprende repeticiones terminales invertidas (ITR) que se encuentran en ambos extremos del genoma, que son importantes para el empaquetado, y los genes rep y cap 11. Los genes rep y cap, necesarios para la replicación del genoma, el ensamblaje de la cápside viral y la encapsulación del genoma en la cápside viral, se eliminan del genoma viral y se proporcionan en trans para la producción de vectores AAV12. La eliminación de estos genes del genoma viral proporciona espacio para transgenes terapéuticos y todos los elementos reguladores necesarios, incluidos el promotor y la señal de poliA. Los RTI permanecen en el genoma del vector para garantizar la replicación adecuada del genoma y la encapsulación viral13,14. Para mejorar la cinética de la expresión transgénica, los genomas vectoriales AAV pueden diseñarse para ser autocomplementarios, lo que mitiga la necesidad de conversión de ADN de cadena simple a doble cadena durante la replicación del genoma AAV, pero reduce la capacidad de codificación a ~ 2.4 kb15.
Más allá del diseño del genoma AAV, la selección del serotipo de la cápside determina el tropismo tisular y celular del vector AAV in vivo2. Además del tropismo tisular, se ha demostrado que diferentes serotipos de AAV muestran diferentes cinéticas de expresióngénica 16. Por ejemplo, Zincarelli et al.17 clasificaron diferentes serotipos de AAV en serotipos de baja expresión (AAV2, 3, 4, 5), serotipos de expresión moderada (AAV1, 6, 8) y serotipos de alta expresión (AAV7 y 9). También clasificaron los serotipos de AAV en expresión de inicio lento (AAV2, 3, 4, 5) o expresión de inicio rápido (AAV1, 6, 7, 8 y 9). Estos tropismos divergentes y la cinética de expresión génica se deben a variaciones de aminoácidos en las proteínas de la cápside, formaciones de proteínas de la cápside e interacciones con los receptores/co-receptores de la célula huésped18. Algunas cápsides AAV tienen características beneficiosas adicionales, como la capacidad de cruzar la barrera hematoencefálica después de la administración intravascular (AAV9) o residen en células musculares de larga vida para una expresión transgénica duradera (AAV6, 6.2FF, 8 y 9)19,20.
Este artículo tiene como objetivo detallar un método rentable para producir vectores AAV de alta pureza, alto título y grado de investigación para su uso en modelos preclínicos de animales grandes. La producción de AAV utilizando este protocolo se logra utilizando la transfección de doble plásmido en células adherentes de riñón embrionario humano (HEK)293 cultivadas en pilas celulares. Además, el estudio describe un protocolo para la purificación por cromatografía de afinidad de sulfato de heparina, que se puede utilizar para serotipos AAV que contienen dominios de unión a heparina, incluidos AAV2, 3, 6, 6.2FF, 13 y DJ21,22.
Hay varios sistemas de envasado disponibles para la producción de vectores AAV. Entre estos, el uso de un sistema de coinfección de dos plásmidos, en el que los genes Rep y Cap y los genes auxiliares de Ad (E1A, E1B55K, E2A, E4orf6 y ARN VA) están contenidos dentro de un plásmido (pHelper), tiene algunas ventajas prácticas sobre el método común de transfección de tres plásmidos (triple), incluido el costo reducido para la producción de plásmidos23,24 . El plásmido del genoma AAV que contiene el casete de expresión transgénica (pTransgene), debe estar flanqueado por RTI, y no debe exceder ~ 4.7 kb de longitud. El título y la pureza del vector pueden verse afectados por el transgén debido a los posibles efectos citotóxicos durante la transfección. La evaluación de la pureza del vector se describe en este documento. Los vectores producidos utilizando este método, que producen un 1 x 1013 vg / ml para cada uno, se evaluaron en ratones, hámsteres y modelos animales ovinos.
Tabla 1: Composición de las soluciones requeridas. Información necesaria, incluidos porcentajes y volúmenes, de los componentes necesarios para diversas soluciones a lo largo del protocolo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62727/Table%201-%2062727_R2.xlsx" target="_blank">Haga clic aquí para descargar esta tabla.</a>

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.22 &#956;m filter</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>S2GPU05RE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.25% Trypsin</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>SM2001C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-Butanol</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>A399-4</td>
			<td>CAUTION. Use under a laminar flow hood. Wear gloves</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 chamber cellstack</td>
			<td>Corning</td>
			<td>3271</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1L PETG bottle</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>2019-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>30% Acrylamide/Bis Solution</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>1610158</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96-well skirted plate</td>
			<td>FroggaBio</td>
			<td>FS-96</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adhesive plate seals</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>08-408-240</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium persulfate (APS)</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>161-0700</td>
			<td>CAUTION. Use under a laminar flow hood. Wear gloves</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blood and Tissue Clean up Kit</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>69506</td>
			<td>Use for DNA clean up in section 4.6 of protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bromophenol blue</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>B392-5</td>
			<td>CAUTION. Use under a laminar flow hood. Wear gloves</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Culture Dishes</td>
			<td>Greiner bio-one</td>
			<td>7000232</td>
			<td>15 cm plates</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Culture Conical Tube</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>339650</td>
			<td>15 mL conical tube</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Culture Conical Tube</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14955240</td>
			<td>50 mL conical tube</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s Modified Eagle Medium (DMEM) with 1000 mg/L D-glucose, L-glutamine</td>
			<td>Cytiva Life Sciences</td>
			<td>SH30022.01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ECL Western Blotting Substrate</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>32209</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>Greenfield</td>
			<td>P016EA95</td>
			<td>Dilute ethyl alcohol(95% vol) to 20% for section 3.7.4 and 70% for section 6.1.1.1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum (FBS)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>SH30396.03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glacial acetic acid</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A38-500</td>
			<td>CAUTION. Use under a laminar flow hood. Wear gloves</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycerol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP229-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycine</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP381-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HBSS with Mg2+ and Ca2+</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>SH302268.02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HBSS without Mg2+ and Ca2+</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>SH30588.02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEK293 cells</td>
			<td>American Tissue Culture Collection</td>
			<td>CRL-1573</td>
			<td>Upon receipt, thaw the cells and culture as described in manufacturer&#8217;s protocol. Once cells have been minimally passaged and are growing well, freeze a subfraction for future in aliquots and store in liquid nitrogen. Always use cells below passage number 30. Once cultured cells have been passaged more than 30 times, it is recommended to restart a culture from the stored aliquots</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEK293 host cell protein ELISA kit</td>
			<td>Cygnus Technologies</td>
			<td>F650S</td>
			<td>Follow manufacturer&#8217;s instructions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin sulfate column</td>
			<td>Cytiva Life Sciences</td>
			<td>17040703</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kimwipe</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>KC34120</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#160;L-glutamine (200 mM)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>SH30034.02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Large Volume Centrifuge Tube Support Cushion</td>
			<td>Corning</td>
			<td>CLS431124</td>
			<td>Support cushion must be used with large volume centrifuge tubes uless the centrifuge rotor has the approriate V-bottom cushions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Large Volume Centrifuge Tubes</td>
			<td>Corning</td>
			<td>CLS431123-6EA</td>
			<td>500 mL centrifuge tubes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgCl2&#160;</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>7791-18-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge tube</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>05-408-129</td>
			<td>1.5 mL microcentrifuge tube, sterilize prior to use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Molecular Grade Water</td>
			<td>Cytiva Life Sciences</td>
			<td>SH30538.03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-Lauroylsarcosine sodium salt</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>L5125</td>
			<td>CAUTION. Wear gloves</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>BP35810</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optimem, reduced serum medium</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>31985070</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pasteur pipets</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13-678-20D</td>
			<td>Sterilize prior to use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS (10x)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>70011044</td>
			<td>Dilute to 1x for use on cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-Streptomycin Solution</td>
			<td>Cytiva Life Sciences</td>
			<td>SV30010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pHelper plasmid</td>
			<td>De novo design or obtained from plasmid repository</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipet basin</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>13-681-502</td>
			<td>Purchase sterile pipet basins</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene glycol tert-octylphenyl ether (Triton X-100)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>9002-93-1</td>
			<td>CAUTION. Wear gloves</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylenimine (PEI)</td>
			<td>Polyscience</td>
			<td>24765-1</td>
			<td>Follow manufacturer&#8217;s instructions to produce a 1L solution. 0.22&#956;m filter and store at 4&#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polypropylene semi-skirted PCR Plate</td>
			<td>FroggaBio</td>
			<td>WS-96</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polysorbate 20 (Tween 20)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>BP337-100</td>
			<td>CAUTION. Wear gloves</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>polyvinylidene difluoride (PVDF) membrane</td>
			<td>Cytiva Life Sciences</td>
			<td>10600023</td>
			<td>Use forceps to manipulate. Wear gloves.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Primary antibody</td>
			<td>Progen</td>
			<td>65158</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protein Ladder</td>
			<td>FroggaBio</td>
			<td>PM008-0500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proteinase K</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>AM2546</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pTrangene plasmid</td>
			<td>De novo design or obtained from plasmid repository</td>
			<td>NA</td>
			<td>Must contain SV40 polyA in genome to be compatible with AAV titration in section 5.0</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pump tubing</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>RK-96440-14</td>
			<td>Optimize length of tubing and containment of virus in fractions E1-E5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RQ1 Dnase 10 Reaction Buffer</td>
			<td>Promega</td>
			<td>M6101</td>
			<td>Use at 10x concentration in protocol from section 4.0</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RQ1 Rnase-free Dnase</td>
			<td>Promega</td>
			<td>M6101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sample dilutent</td>
			<td>Cygnus Technologies</td>
			<td>I700</td>
			<td>Must be purchased separately for use with HEK293 host cell protein ELISA kit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Secondary antibody, HRP</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>G-21040</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Skim milk powder</td>
			<td>Oxoid</td>
			<td>LP0033B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium dodecyl sulfate (SDS)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>28312</td>
			<td>CAUTION. Use under a laminar flow hood. Wear gloves</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide (NaOH)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>SS266-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SV40 polyA primer probe</td>
			<td>IDT</td>
			<td></td>
			<td>Use sequence in Table X for quote from IDT for synthesis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetramethylethylenediamine (TEMED)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>15524010</td>
			<td>CAUTION. Use under a laminar flow hood. Wear gloves</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris Base</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP152-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypan blue</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>1450021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultra-Filter</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>UFC810024</td>
			<td>Ultra-4 Centrifugal 10K device must be used, as it has a 10000 molecular weight cutoff</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Universal Nuclease for cell lysis</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>88702</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Universal qPCR master mix</td>
			<td>NEB</td>
			<td>M3003L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Whatman Paper</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>WHA1001325</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#946;-mercaptoethanol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>21985023</td>
			<td>CAUTION. Use under a laminar flow hood. Wear gloves</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CAUTION:&#160;Refer to the Materials Table for guidelines on the use of dangerous chemicals.</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

production of adeno-associated virus vectors in cell stacks for preclinical studies in large animal models

Los vectores de virus adenoasociados (AAV) se encuentran entre los vectores de terapia génica clínicamente más avanzados, con tres terapias génicas AAV aprobadas para humanos. El avance clínico de nuevas aplicaciones para AAV implica la transición de modelos de animales pequeños, como ratones, a modelos animales más grandes, incluidos perros, ovejas y primates no humanos. Una de las limitaciones de la administración de AAV a animales más grandes es el requisito de grandes cantidades de virus de alto título. Si bien el cultivo celular en suspensión es un método escalable para la producción de vectores AAV, pocos laboratorios de investigación tienen el equipo (por ejemplo, biorreactores) o saben cómo producir AAV de esta manera. Además, los títulos de AAV a menudo son significativamente más bajos cuando se producen en células HEK 293 en suspensión en comparación con las células HEK293 adherentes. Aquí se describe un método para producir grandes cantidades de AAV de alto título utilizando pilas de celdas. También se describe un protocolo detallado para la titulación de AAV, así como métodos para validar la pureza del vector. Finalmente, se presentan resultados representativos de la expresión de transgenes mediada por AAV en un modelo de oveja. Este protocolo optimizado para la producción a gran escala de vectores AAV en células adherentes permitirá a los laboratorios de biología molecular avanzar en las pruebas de sus nuevas terapias AAV en modelos animales más grandes.

La traducción de modelos de roedores pequeños a modelos animales más grandes y la eventual aplicación clínica presenta un desafío significativo debido a la gran cantidad de AAV requerida para transducir animales más grandes y lograr efectos terapéuticos. Para comparar la eficiencia de transducción de la cápside AAV6.2FF diseñada racionalmente, previamente se demostró un aumento de 101 veces en la eficiencia de transducción en células musculares murinas en comparación con AAV63,a rat...

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Production of Adeno-Associated Virus Vectors in Cell Stacks for Preclinical Studies in Large Animal Models

Aquí proporcionamos un procedimiento detallado para la producción a gran escala de vectores AAV de grado de investigación utilizando células HEK 293 adherentes cultivadas en pilas celulares y purificación por cromatografía de afinidad. Este protocolo produce consistentemente >1 x 1013 genomas vectoriales / ml, proporcionando cantidades vectoriales apropiadas para estudios con animales grandes.

Producción de vectores de virus adenoasociados en pilas celulares para estudios preclínicos en modelos animales grandes

Adeno-associated virus (AAV) vectors are among the most clinically advanced gene therapy vectors, with three AAV gene therapies approved for humans. ...

Este protocolo para la producción de vectores virales AAV es rentable y produce AAV de alta pureza, alto título y grado de investigación para su uso en modelos preclínicos de animales grandes. Esta técnica utiliza células HEK293 adherentes en cámaras de cultivo celular, lo que es eficiente en el tiempo y menos práctico, lo que permite menos interrupciones en las células. Este protocolo puede ayudar en gran medida en la producción de vectores virales para el campo de la terapia génica, y también se puede utilizar para la producción de otros serotipos AAV que también se unen al sulfato de heparán.Para empezar, recoger las células HEK293 del cultivo cuando alcance el 80% de confluencia. Aspire el medio antes de lavar suavemente la placa de cultivo celular con tres mililitros de PBS. Luego aspire PBS y agregue tres mililitros de tripsina.Incubar las placas durante dos minutos a 37 grados centígrados. Después de la incubación, neutralice la tripsina, agregando siete mililitros de DMEM completo a la placa, y recoja el sobrenadante en tubos cónicos de 50 mililitros. Invierta suavemente los tubos para asegurarse de que las células sean homogéneas.Para determinar la densidad celular, mezcle 10 microlitros de las muestras celulares con 10 microlitros de azul tripano. Y agregue la mezcla a una diapositiva de conteo de celdas para analizar en el contador de celdas. Mezcle la suspensión celular con un litro de DMEM completo precalentado para ver la cámara de cultivo.Gire suavemente la cámara para distribuir las celdas de manera uniforme. Incubar la cámara a 37 grados centígrados con un 5% de dióxido de carbono. Además de la cámara de cultivo celular, las células de cultivo de 10 a la cuarta célula por centímetro cuadrado en una placa de 15 centímetros como referencia para la confluencia.Después de 65 horas de incubación, cuando las células son de 80 a 90% confluentes, agregue lentamente la mezcla de polietileneimina-ADN y DMEM en el puerto de la cámara de cultivo celular. Distribuya el líquido uniformemente a todas las filas antes de incubar a 37 grados centígrados y 5% de dióxido de carbono durante 72 horas. Después de la incubación, agite la cámara de cultivo celular vigorosamente para desalojar las células hasta que el medio aparezca turbio y viértalo en cuatro o 500 tubos centrífugos de mililitros.Granular las células por centrifugación a 18.000 veces G durante 30 minutos a cuatro grados centígrados. Vierta el sobrenadante clarificado en una botella de PETG de un litro y vuelva a suspender los gránulos celulares en 50 mililitros de tampón con licencia en tubos de centrífuga de 500 mililitros. Incubar los tubos durante 60 minutos a 37 grados centígrados.Después de la incubación, centrifugue los tubos a 18, 000 veces G durante 30 minutos y transfiera el sobrenadante a la misma botella de PETG de un litro. Almacenar a menos 80 grados centígrados. Descongele el lisado crudo a cuatro grados centígrados durante la noche.Una vez descongelado, filtrarlo con un filtro de 0,22 micras. Inmediatamente antes de los pasos de purificación, pasivar el concentrador centrífugo agregando cuatro mililitros de tampón de pretratamiento de filtro para cada columna de heparina-sefalrosa que se utilice. Coloque el tubo en una bomba peristáltica.Ejecute secuencialmente las soluciones y los medios. Prepárese para la cromatografía uniendo una columna de cinco mililitros de heparina-sefalia al tubo y pasando 25 mililitros de Bazell DMEM a través de la columna. Luego cargue 0.2 micromolares del lisado crudo filtrado en la columna a una velocidad de flujo de una a dos gotas por segundo.Lave la columna secuencialmente para eluir cinco mililitros cinco veces con 300 milimolares de cloruro de sodio HBSS, con magnesio y calcio, y etiquete las cinco eluciones como E1 a E5. Cuando esté listo, gire el concentrador centrífugo que contiene el tampón de pretratamiento a 900 veces G durante dos minutos. Descarta el flujo. Lave el filtro concentrador centrífugo con cuatro mililitros de HBSS con magnesio y calcio girando a 1000 veces G durante dos minutos.Luego agregue la elución E2 al concentrador centrífugo y gire a 1000 veces G durante cinco minutos. Descarta el flujo. Del mismo modo, gire la elución E3 en el concentrador centrífugo hasta que el virus concentrado sea de aproximadamente un mililitro.Retire el virus concentrado del concentrador centrífugo con una punta filtrada P200 y recójalo en un tubo de centrífuga estéril de 1,5 mililitros. Después de la recolección del virus, enjuague el concentrador centrífugo con 200 microlitros de HBSS con magnesio y calcio. Pipete hacia arriba y hacia abajo vigorosamente durante 30 segundos para desalojar cualquier virus adherido a la membrana y recoja el virus concentrado en el mismo tubo centrífugo de 1,5 mililitros.Mezclar bien el tubo. Lavar la columna y saturar con etanol al 20% antes de almacenar a cuatro grados centígrados. Guarde el tubo de la bomba en un hidróxido de sodio molar.La eficiencia de transducción de la cápside AAV6.2FF se comparó en ratones, hámsteres y corderos durante 28 días tras la administración intramuscular. Los ratones administraron cinco veces 10 a los genomas vectoriales 12 por kilogramo de IgG humana AAV6.2FF, expresada entre 171 y 237 microgramos por mililitro de IgG humana en el suero. Hamster se administra de dos veces 10 a los genomas vectoriales 13 por kilogramo de IgG humana AAV6.2FF, expresada en niveles mucho más altos de IgG humana que los ratones.Mientras que el modelo animal grande fue capaz de expresar un promedio de 35 microgramos por mililitro de los niveles humanos de IgG en el plasma. Los modelos animales grandes pueden determinar la expresión del transgén AAV in vivo y determinar si los transgenes tienen un efecto terapéutico contra el trastorno o enfermedad de interés. El estudio ha puesto de manifiesto la gran capacidad de transducción de AAV6.2FF, un nuevo vector serotipo AAV 6 en el músculo esquelético, así como la baja inmunogenicidad de los vectores virales AAV in vivo.

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Estimating Virus Production Rates in Aquatic Systems

Estimación de las tasas de producción de virus en los sistemas acuáticos

Viruses are pervasive components of marine and freshwater systems, and are known to be significant agents of microbial mortality. Developing quantitative ...

Investigación

Inmunología e Infección

Visualizing Dengue Virus through Alexa Fluor Labeling

Visualización de virus del dengue a través de Alexa Fluor etiquetado

The early events in the interaction between virus and cell can have profound influence on the outcome of infection. Determining the factors 
that ...

Production and Titering of Recombinant Adeno-associated Viral Vectors

Producción y Titulación de recombinantes adeno-asociado vectores virales

In recent years recombinant adeno-associated viral vectors (AAV) have become increasingly valuable for in vivo studies in animals, and are also currently ...

Engineering and Evolution of Synthetic Adeno-Associated Virus (AAV) Gene Therapy Vectors via DNA Family Shuffling

Engineering and Evolution of Synthetic Adeno-Associated Virus AAV Gene Therapy Vectors via DNA Family Shuffling

Ingeniería y Evolución de la sintética virus adeno-asociado (AAV) vectores de terapia génica a través de la familia transposición de ADN

Adeno-associated viral (AAV) vectors represent some of the most potent and promising vehicles for therapeutic human gene transfer due to a unique ...

Bioluminescence Imaging of NADPH Oxidase Activity in Different Animal Models

Bioluminiscencia de imágenes de la actividad NADPH oxidasa en diferentes modelos animales

NADPH oxidase is a critical enzyme that mediates antibacterial and antifungal host defense. In addition to its role in antimicrobial host defense, NADPH ...

Neutrophil Isolation and Analysis to Determine their Role in Lymphoma Cell Sensitivity to Therapeutic Agents

Aislamiento de neutrófilos y análisis para determinar su papel en el linfoma de células sensibles a los agentes terapéuticos

Neutrophils are the most abundant (40% to 75%) type of white blood cells and among the first inflammatory cells to migrate towards the site of ...

A Simple and Efficient Approach to Construct Mutant Vaccinia Virus Vectors

Un enfoque simple y eficiente de construcción de mutantes de virus vaccinia Vectores

The CRISPR-associated endonuclease Cas9 can edit particular genomic loci directed by a single guide RNA (gRNA). The CRISPR/Cas9 system has been ...

Evaluation of the Efficacy And Toxicity of RNAs Targeting HIV-1 Production for Use in Gene or Drug Therapy

Evaluación de la eficacia y la toxicidad de los ARN del VIH-1 Orientación de la producción para uso en terapia génica o de drogas

Small RNA therapies targeting post-integration steps in the HIV-1 replication cycle are among the top candidates for gene therapy and have the potential ...

Influenza A Virus Studies in a Mouse Model of Infection

Estudios de Virus de influenza A en un modelo murino de infección

Influenza viruses cause over 500,000 deaths worldwide1 and are associated with an annual cost of 12 - 14 billion USD in the United States alone ...

Collection and Processing of Lymph Nodes from Large Animals for RNA Analysis: Preparing for Lymph Node Transcriptomic Studies of Large Animal Species

Recogida y tratamiento de los ganglios linfáticos de animales grandes para el análisis de ARN: preparación para estudios de nodo de linfa transcriptómicos de grandes especies animales

Large animals (both livestock and wildlife) serve as important reservoirs of zoonotic pathogens, including Brucella, Mycobacterium bovis, Salmonella, and ...