Beschreibung
Erkrankungen des Herzens wie die ischämische Herzkrankheit und eine daraus resultierende Herzinsuffizienz stellen weltweit die häufigste Todesursache dar. Auch unter medikamentöser Therapie ist die Langzeitprognose für das Überleben von Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz schlecht, wodurch sich ein Therapienotstand mit großem Bedarf an alternativen Therapieoptionen ergibt. Durch große Bemühungen auf dem Gebiet der biomedizinischen kardiologischen Forschung konnten in den letzten Jahren kardiale Zielgene identifiziert werden, die die Entwicklung einer kardialen Gentherapie möglich erscheinen lassen. Gleichzeitig wurde die Forschung auf dem Gebiet der Adeno-assoziierten Vektoren (AAV) weiter vorangetrieben, von denen man sich verspricht, als effiziente und sichere gentherapeutische Vektoren dienen zu können. Um einen effizienten und sicheren Gentransfer im Herzen nach peripher-intravenöser Injektion zu gewährleisten, sollte ein Vektor verwendet werden, der einen spezifischen Tropismus für Herzmuskelzellen aufweist, um die Transduktion anderer Organe auf ein Minimum zu reduzieren. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, elf neuartige AAVs, die aus humanen Herzmuskelbiopsien isoliert wurden, auf ihre Eignung als Vektoren für eine kardiale Gentherapie zu untersuchen. Hierzu wurden die Vektoren zusammen mit gut erforschten Referenzvektoren auf ihre Produktivität in Zellkultur sowie auf ihre Biodistribution in-vivo, ihre kardiale Transduktionseffizienz und ihre Immunogenität untersucht. Alle Kandidaten, bis auf einen, ließen sich in dem verwendeten Produktionssystem mit adhärenten HEK293T-Zellen in ausreichenden Mengen produzieren. In einem anschließenden ersten Tierversuch konnte mit Hilfe eines modernen Sequenzierverfahrens ein Überblick über die Biodistribution der Vektoren in einer einzigen Versuchsgruppe von sechs Mäusen, erhalten werden. Vier der elf Vektoren wurden daraufhin aufgrund ihrer vielversprechenden Eigenschaften ausgewählt, um in einer zweiten Mausstudie näher charakterisiert zu werden. Hierzu wurde die Effizienz der Vektoren im Vergleich zu dem Referenzvektor AAV9 auf DNA , RNA- und Proteinebene, sowie ihre Immunogenität nach intravenöser Applikation untersucht. Alle vier neuartigen Vektoren wiesen dabei eine ähnlich gute Transduktionseffizienz auf wie der Referenzvektor AAV9. Drei davon zeigten eine höhere Spezifität für die Transduktion des Herzmuskels durch einen reduzierten Tropismus auf die meisten der anderen untersuchten Organe im Vergleich zu AAV9. Insbesondere die Transduktionsfähigkeit der Leber und somit das Risiko einer hepatotoxischen Wirkung ist bei ihnen reduziert. Zusätzlich zu ihrem spezifischeren Tropismus für Herzmuskelzellen konnte gezeigt werden, dass diese drei Vektoren weniger immunogen wirken als die anderen beiden Vektoren der Studie. In den beiden Mausstudien gab es keine relevanten Hinweise auf eine mögliche Toxizität der Vektoren. Durch diese Arbeit konnten die drei neuartige Vektoren AAV-S1, -S2 und -S10 beschrieben werden, die eine erhöhte Kardiospezifität und einen reduzierten Lebertropismus aufweisen. Aufgrund ihrer Eigenschaften könnten sie sich eignen, zukünftig als gentherapeutische Vektoren für eine peripher-intravenöse kardiale Gentherapie eingesetzt zu werden und dadurch den Therapienotstand bei der Herzinsuffizienz zu beenden.