Relatório de Estágio e Monografia intitulada "Transposição de Escala da Produção de Vírus Adeno-Associados"

Abstract

Nos últimos anos temos assistido a progressos extraordinários no domínio da terapia génica, sobretudo nas terapias que fazem uso de Vírus Adeno-Associados como vetores, revelando-se uma abordagem vanguardista nos mais variados aspetos, assinalada pela aprovação em 2012 do Glybera pela EMA. De facto, este foi o primeiro medicamento de terapia génica aprovado no mundo ocidental, abrindo um novo capítulo na medicina moderna, juntamente com o Luxturna e o Zolgensma, recentemente aprovados, que ao atuarem na base molecular das patologias resultam numa melhoria significativa dos sintomas e, por conseguinte, da qualidade de vida dos doentes. Este progresso só foi possível através de ensaios clínicos, que confirmaram as inúmeras aplicações dos vetores AAVs na terapia génica de doenças genéticas hereditárias e doenças genéticas adquiridas.No entanto, a acompanhar o aumento das aplicações clínicas, emergiu a necessidade de produzir mais e melhor. Por um lado, a apoiar a necessidade de produzir em maior quantidade encontra-se a crescente procura por parte dos doentes e, por outro lado, a apoiar a necessidade de produzir com melhor qualidade encontram-se as crescentes exigências regulamentares. Desta forma, surgiu a necessidade da transposição de escala da produção de AAVs, de modo a que esta tecnologia continue na vanguarda da terapêutica.Contudo, existem três aspetos que influenciam a transponibilidade de escala da produção de AAVs. O primeiro aspeto aprende-se com a biologia dos AAVs, uma vez que o conhecimento das características básicas do genoma, dos serotipos, bem como do ciclo de infeção desempenham um papel fundamental na introdução das transformações necessárias para adaptar os AAVs à sua utilização como vetores para terapia génica (AAVs recombinantes – rAAVs), assim como para otimizar as fases de produção e de purificação. O segundo aspeto diz respeito às estratégias atualmente disponíveis para a replicação dos rAAVs. Estas estratégias assentam na utilização de células de mamífero ou inseto às quais são fornecidas os elementos genéticos necessários. Todavia, não é possível determinar a técnica de “eleição”, visto que todas apresentam algumas vantagens e desvantagens, porém, nos últimos anos as estratégias de produção têm sofrido diversas modificações de forma a permitir a obtenção de títulos mais elevados. Por fim, o terceiro aspeto a considerar na transposição de escala é a purificação, etapa onde se procede à separação dos rAAVs das restantes impurezas e subsequente concentração, revelando-se de extrema importância na produção de rAAVs para a utilização clínica. Assim para a transposição de escala da produção de AAVs é necessário termos uma visão holística de todas as etapas, desde a conceção original do vetor, até ao produto final, garantido os pilares de qualidade, de segurança e de eficácia.

In recent years we have seen exceptional progresses in gene therapy, and more prominently in vector-based therapy with Adeno-Associated Virus (AAVs), revealing an avant-garde approach in a wide variability of aspects, particularly marked by the approval of Glybera in 2012 by EMA. This was the first medicine-based gene therapy approved in the western word, opening a new chapter in modern medicine, together with newly approved Luxturna and Zolgensma, which allows a significant improvement in symptoms and, consequently, in the quality of life. This progress is only possible through clinical trials, which reaffirm the numerous applications of AAV vectors in gene therapy of hereditary genetic diseases and acquired genetic diseases. However, to accompany the increase in clinical applications, the need to produce more and better emerged. On the one hand, supporting the need to produce in greater quantities is the growing demand from patients and, on the other hand, supporting the need to produce with better quality are the growing regulatory requirements. Thus, the need for the transposition of scale of the production of AAVs arose, so that this technology remains at the forefront of novel therapies. However, three aspects influence the scalability of AAVs production. The first aspect is related to the AAV’s biology, since the understanding of the basic characteristics of the genome, serotypes, as well as the infection cycle, play a key role in granting the transformations necessary to adapt AAVs to its use as vectors gene therapy (recombinant AAVs – rAAVs), as well as in the production and purification phases. The second aspect concerns the strategies currently available for rAAV’s replication. These strategies are based on the use of mammalian or insect cells to which the necessary genetic elements are provided. However, it is not possible to determine the technique of "election", since all have some advantages and disadvantages, nevertheless, in recent years production strategies have undergone several modifications to allow the achievement of higher titers. Finally, the third aspect to be considered in the scale transposition is purification, a stage where the rAAVs are separated from the remaining impurities and subsequently concentrated, proving to be extremely important in the rAAV’s production for the clinical uses. Thus, to scale-up the production of AAVs, it is necessary to have a holistic view of all stages, from the original vector design to the final product, guaranteing the pillars of quality, safety, and efficacy.