유전자 치료의 새 시대를 여는 방법 : 재료 분석

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보다 효과적인 바이러스 벡터를 개발하도록 돕는 MADLS 및 SEC 기술

‘인생이 레몬을 줄 땐 레모네이드를 만들어라’는 말을 들어보셨나요? 생명 공학의 가능성이 희박한 영웅인 바이러스에 아주 잘 적용되는 문구입니다. 특히 유전자 치료에 관해서요.

돌연변이 유전자를 복구하거나 대체하기 위해 새로운 유전 물질을 세포에 도입함으로써, 유전자 치료는 이러한 유전자가 유발하는 질병을 치료할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 하지만 새로운 유전 물질이 작동하려면 벡터(새로운 유전 물질을 체내로 가져올 수 있는 방법)가 필요합니다. 벡터는 바이러스가 들어오는 곳이며, 그들이 잘하는 것이 하나 있다면 DNA를 세포에 넣는 것입니다.

물론, 일반적으로 이것은 우리가 원하는 종류의 DNA가 아닙니다! 그러나 이 손상 DNA가 올바른 유전자로 대체되면 새로운 유전자 치료법에 대한 큰 가능성이 열립니다. 그리고 유전자 치료에 사용될 수 있는 바이러스 벡터 중에서 재조합 아데노 관련 바이러스(rAAV)가 특히 유망합니다. 왜냐하면 rAAV는 감지할 수 있는 질병을 일으키지 않기 때문입니다.

위대한 특성화 도전

따라서 많은 연구자들이 rAAV를 기반으로 바이러스 벡터를 개발하고 있는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 그러나 rAAV의 바이러스 농도를 특성화하고 정량화하는 정확하고 신속하며 신뢰할 수 있는 방법이 없다는 중요한 장애물이 있습니다. 효율적인 rAAV 치료법을 비용 효율적으로 개발하기 위해 연구자들은 생산 수율, 바이러스의 단백질 껍질(또는 캡시드) 설계, 공정 및 제형 조건을 최적화 해야 합니다. 물론 강력한 품질 관리도 제공합니다!

이를 위해 연구원들은 프로세스의 여러 단계에서 rAAV 샘플을 특성화 할 수 있어야 합니다. 바이러스 농도뿐만 아니라 캡시드 수 및 전하, 입자 크기, 응집체 형성, 안정성, 전체 빈 비율 및 게놈 방출… 목록은 계속됩니다! 이 모든 것에는 종종 여러 기술이 필요합니다. 불행하게도 ELISA, ddPCR, AUC 및 EM을 포함하여 사용 가능한 일반적인 방법은 시간이 많이 걸리고 노동 집약적이며 정확도가 제한적일 수 있습니다.

MADLS 및 SEC : 빠른 종합 분석

다행히 동적 광산란(DLS)은 이러한 문제에 대한 솔루션을 제공할 수 있습니다. DLS는 생산 중 바이러스 집단의 입자 크기 분포를 측정하는 데 사용할 수 있으며 스크리닝 중에 오염물 또는 응집체가 있는 샘플과 양호하고 안정적인 샘플을 분리할 수 있습니다. MADLS(Multi-angle Dynamic Light Scattering)는 한 단계 더 나아가 기존의 단일 각도 DLS 시스템보다 더 높은 해상도로 신속한 rAAV 스크리닝을 가능하게 합니다.

또한 Malvern Panalytical의 Zetasizer Ultra에서 사용할 수 있는 새로운 MADLS 기반 입자 농도 측정을 통해 입자 크기와 크기 분포를 함께 분석할 수 있으며 모집단당 입자 농도도 함께 분석할 수 있습니다. 그리고 이 모든 것이 단 몇 분 안에 가능합니다! OMNISEC와 같은 다중 검출 크기 배제 크로마토그래피(SEC) 시스템과 함께 사용하면 연구자가 rAAV 샘플의 주요 특성을 더 쉽게 결정할 수 있습니다.

실전에서 활용될 수 있는 성능

그러나 이러한 솔루션이 실제 응용 프로그램에서 얼마나 잘 작동할 수 있을까요? 우리는 몇 가지 테스트를 통해 알아보기로 결정했습니다! 하나는 Zetasizer Ultra와 OMNISEC을 모두 사용하여 다양한 수준의 게놈 로딩 및 샘플 이질성에서 rAAV 샘플의 바이러스 농도와 전체 캡시드 함량을 분석했습니다. 세 가지 다른 AAV 샘플을 사용하고 결과를 캡시드 ELISA 기반 바이러스 농도 분석의 결과와 비교하는 또 다른 테스트는 Allergan에서 수행했습니다.

두 테스트 모두 Zetasizer Ultra가 바이러스 역가 및 전체 캡시드 함량에 대한 빠르고 정확하며 강력한 정량 측정을 제공한다는 사실이 밝혀졌습니다. 또한 OMNISEC과 함께 사용하면 AAV 보정 표준, 광범위한 방법 개발 또는 전용 시약 없이도 응집체 함량, 조각 함량 및 열 안정성과 같은 요인에 대해 보고할 수 있습니다.

더 쉬운 rAAV 분석부터 더 효과적인 유전자 치료까지

요컨대, MADLS 및 다중 검출 SEC는 결과에 영향을 미치는 외부 요인을 줄이면서 rAAV를 분석하는 간단하고 신뢰할 수 있는 방법을 제공합니다. 이런 식으로 그들은 생명 공학 연구자들이 이 작은 바이러스를 유전자 치료를 위한 큰 돌파구로 바꾸도록 돕고 있습니다.

자세히 알아보고 싶으신가요? 자세한 내용은 애플리케이션 노트에서 확인하세요!

rAAV 샘플의 중요한 품질 속성 식별


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