Tecniche come MADLS e SEC stanno aiutando i ricercatori a sviluppare vettori virali sempre più efficaci

Avete mai sentito il detto “quando la vita ti dà dei limoni, fai una limonata?” È una frase che si applica molto bene a un improbabile eroe della biotecnologia: i virus. In particolare, quando si tratta di terapia genica.

Introducendo nuovo materiale genetico nelle cellule per riparare o sostituire i geni mutati, la terapia genica ha il potenziale per trattare le malattie causate da questi geni. Ma perché funzioni, abbiamo bisogno di vettori: un modo per introdurre questo nuovo materiale genetico all’interno del corpo. È qui che entrano in gioco i virus, perché se c’è una cosa che sanno fare bene è portare il DNA nelle cellule.

Naturalmente, di solito non si tratta del tipo di DNA che vogliamo! Ma se questo DNA dannoso viene sostituito con i geni giusti, si aprono grandi possibilità per nuove terapie geniche. Tra i vettori virali che potrebbero essere utilizzati per la terapia genica, i virus adeno-associati ricombinanti (rAAV) sono particolarmente promettenti. Perché? Perché non causano alcuna malattia rilevabile.

La grande sfida della caratterizzazione

Non sorprende quindi che molti ricercatori stiano sviluppando vettori virali basati su rAAV. Ma c’è stato un ostacolo significativo: la mancanza di metodi accurati, rapidi e affidabili per caratterizzare e quantificare la concentrazione virale dei rAAV. Per sviluppare terapie rAAV efficaci ed economicamente vantaggiose, i ricercatori devono ottimizzare i rendimenti della produzione, il design dell’involucro proteico del virus (o capside), i processi e le condizioni di formulazione. Oltre, naturalmente, a garantire un robusto controllo di qualità!

Per fare ciò, i ricercatori devono essere in grado di caratterizzare i loro campioni di rAAV in diverse fasi del processo. Non solo per la concentrazione virale, ma anche per il numero e la carica nel capside, la dimensione delle particelle, la formazione di aggregati, la stabilità, il rapporto pieno-vuoto e il rilascio del genoma… l’elenco continua! Tutto questo spesso richiede più tecnologie. E sfortunatamente, i metodi tipici disponibili – tra cui ELISA, ddPCR, AUC e EM – possono richiedere molto tempo, molta manodopera e un’accuratezza limitata.

MADLS e SEC: Analisi complete in pochi minuti

Fortunatamente, la tecnica Dynamic Light Scattering (DLS) può fornire una soluzione a queste sfide. La DLS può essere utilizzata per misurare la distribuzione granulometrica della popolazione virale in fase di produzione, per separare i campioni buoni e stabili da quelli con contaminanti o aggregati durante lo screening. Il Multi-Angle Dynamic Light Scattering (MADLS) fa un ulteriore passo avanti, consentendo uno screening rapido del rAAV con una risoluzione più elevata rispetto ai tradizionali sistemi DLS a singolo angolo.

Inoltre, con la nuova misura della concentrazione delle particelle basata sul MADLS, disponibile sullo Zetasizer Ultra di Malvern Panalytical, è ora possibile analizzare la dimensione e la distribuzione delle particelle, assieme alla concentrazione delle particelle per popolazione. Il tutto in pochi minuti! Insieme ai sistemi di cromatografia a esclusione dimensionale (SEC) multi-detector come l’OMNISEC, questo rende più facile per i ricercatori determinare le caratteristiche chiave dei loro campioni di rAAV.

Prestazioni robuste nella pratica

Ma quanto funzionano queste soluzioni nelle applicazioni reali? Abbiamo deciso di scoprirlo con un paio di test! In uno di questi, abbiamo utilizzato sia lo Zetasizer Ultra che l’OMNISEC per analizzare la concentrazione virale e il contenuto totale nel capside in campioni di rAAV a diversi livelli di carico del genoma e di eterogeneità del campione. Un altro test è stato eseguito da Allergan, utilizzando tre diversi campioni di AAV e confrontando i risultati con quelli dei test di concentrazione virale basati sul metodo ELISA del capside.

Entrambi i test hanno rilevato che lo Zetasizer Ultra fornisce misure quantitative rapide, accurate e robuste del titolo virale e del contenuto totale nel capside. Inoltre, se utilizzato in combinazione con l’OMNISEC, è stato possibile analizzare fattori quali il contenuto di aggregati, il contenuto di frammenti e la stabilità termica senza dover ricorrere a standard di calibrazione AAV, allo sviluppo di metodi approfonditi o a reagenti dedicati.

Da un’analisi più semplice dei rAAV a terapie geniche più efficaci

In breve, le tecniche MADLS e SEC multi-detector offrono modi semplici e affidabili per analizzare i rAAV, con minori fattori esterni che influenzino i risultati. In questo modo, stanno aiutando i biotecnologi a trasformare questi piccoli virus in grandi scoperte per la terapia genica.