Präklinische Entwicklung einer Adeno-assoziierten Virus-Gentherapie für das Succinat-Semi-Aldehyd Dehydrogenase-Defizit

Abstract

Das SSADH-Defizit ist eine genetisch bedingte Erkrankung, die auf einem fehlerhaften Stoffwechsel des Neurotransmitters GABA basiert. Die Ursache dieser Erkrankung liegt in einer gestörten Aktivität des mitochondrialen Enzyms Succinat-Semialdehyd Dehydrogenase (SSADH). Das klinische Bild der Patienten variiert stark und umfasst geistige Behinderung, Verhaltensstörungen, Autismus, muskuläre Hypotonie, Ataxie und epileptische Anfälle. Bisher existiert trotz unterschiedlicher Ansätze noch keine kausale Therapie für das SSADH-Defizit. In dieser Arbeit wurde das Potenzial einer Gentherapie mittels AAV an SSADH-mangelnden Zellen (HEK293T-Zellen und Patienten-Fibroblasten) untersucht. AAV-Gentherapien zeichnen sich durch einen breiten Zelltropismus, eine minimale Immunreaktion und das episomale Vorliegen des transduzierten Gens in den Zellen aus. Diese Eigenschaften vermeiden eine Mutagenese und machen AAVs zu einem der vielversprechendsten Vehikel in der Gentherapie. An SSADH-defizitären Zellen wurde das mit SSADH oder GFP beladene AAV-DJ Kapsid erprobt. Dabei wurden verschiedene Inkubationszeiten (24 h, 48 h, 72 h) und MOI untersucht. Die Expression, Funktion und Verteilung von SSADH und GFP wurden mittels Proteinexpression, Aktivitätsmessung und Fluoreszenzmikroskopie analysiert. Die Transduktionen führten zu einer dosisabhängigen Steigerung der Expression und Verteilung von SSADH und GFP. Die SSADH-Expression in den SSADH-mangelnden Zellen konnte auf dasselbe oder höhere Niveau der Kontrollzellen gebracht werden. Diese Ergebnisse zeigen, dass SSADH-D auf Zellkulturebene grundsätzlich erfolgreich mit AAV behandelt werden kann, jedoch sind weitere Untersuchungen erforderlich, um die Machbarkeit, Wirksamkeit und Sicherheit dieser Therapieoption zu gewährleisten. Die nächste Phase der Forschung sollte die Evaluierung der AAV-Gentherapie an Mäusen beinhalten, unter Berücksichtigung weiterer Optimierung des Kapsids und Plasmids.