Non Viral Vectors(비바이러스성 벡터)란 무엇입니까?
Non Viral Vectors 비바이러스성 벡터 - Non-viral vectors, such as lipid nanoparticles, have attracted significant interest, mainly due to their successful use in vaccines in the current COVID-19 pandemic. [1] In the present study, hBMSCs were used as gene therapy non-viral vectors of miR-451 to treat glioma cells in vitro and in vivo. [2] Non-viral vectors may represent an alternative, however, reports analyzing their immunogenicity are still lacking. [3] We discuss gene delivery systems including viral and non-viral vectors as well as gene editing techniques, mainly CRISPR-Cas9, and epigenetic treatments including antisense and siRNA therapeutics. [4] Integrative non-viral vectors such as transposons engineered to mediate targeted gene transfer into safe harbor sites in the genome may be a promising approach for the production of therapeutic proteins or for gene therapy in an efficient and secure way. [5] To avoid these drawbacks and ensure efficient delivery to target cells, viral and non-viral vectors are the two main approaches currently employed. [6] Here, we have developed novel ferrocene-conjugated cationic tocopheryl aggregates as non-viral vectors. [7] Various viral and non-viral vectors have been utilized for gene editing to intervene gene expression patterns during the cardiac remodeling process. [8] Non-viral vectors offer the potential to deliver nucleic acids including mRNA and DNA into cells in vivo. [9] Even then, such treatment has mainly entailed ex-vivo strategies, where gene edited cells are introduced into the patients’ bodies rather than in-vivo strategies, where the gene-editing tools are administered themselves instead of the altered cells using viral or non-viral vectors [4]. [10] Consequently, the development of non-viral vectors has gained attention, and nowadays, gene delivery mediated by these systems is considered as the cornerstone of modern gene therapy due to relevant advantages such as low toxicity, poor immunogenicity and high packing capacity. [11] Non-viral vectors have been a fast-paced research topic in gene delivery, such as polymers, lipids, inorganic particles, and combinations of different types. [12] In view of this, the present review article summarizes nanoscale-based adjuvants and delivery vehicles such as viral vectors, virus-like particles and virosomes; non-viral vectors namely nanoemulsions, lipid nanocarriers, biodegradable and non-degradable nanoparticles, calcium phosphate nanoparticles, colloidally stable nanoparticles, proteosomes; and pattern recognition receptors covering c-type lectin receptors and toll-like receptors. [13] The gene therapy is mediated by the use of viral and non-viral vectors to transport foreign genes into somatic cells to restorative defective genes. [14] Over the last decade, non-viral vectors have attracted increasing attention owing to their ability to deliver and/or codeliver different cargos for gene therapy (DNA, siRNA, mRNA, etc), as well as their ease of manufacturing, mild immunogenicity, relatively low toxicity, and compatibility with repeated dosing. [15] Non-viral vectors and their transfection reagents are useful as safe tools for transfection. [16] Finally, we highlight future perspectives of the CRISPR-Cas9 gene-editing tool and the prospects of using non-viral vectors to improve its bioavailability and therapeutic potential. [17] In this context, beside other non-viral vectors, cell-penetrating peptides (CPPs) gain more and more interest as delivery systems by forming a variety of nanocomplexes depending on the formulation conditions and the properties of the used CPPs/NAs. [18] Herein, we review the recent progress towards CRISPR/Cas9 system delivery based on viral and non-viral vectors. [19] Non-viral vectors are much less successful than viral vectors, but because of their low immune responses and their broad therapeutic DNA ability, they have advantages. [20] Lipid nanoparticles (LNPs) have been extensively studied as non-viral vectors for the delivery of mRNA to target cells because of their relatively easy and scalable manufacturing processes. [21] This review discusses these challenges, covering the strategies used to ensure drug stability and to develop formulations involving viral or non-viral vectors, as well as accelerated regulatory approval pathways for gene therapy products. [22] Nowadays, gene therapy is employed through both viral and non-viral vectors. [23] This article mainly focuses on the delivering modes of genetic materials in the CNS, which includes viral and non-viral vectors and their application in gene therapy. [24] Two non-viral vectors, chitosan (Ch) and polyethyleneimine (PEI), were tested to deliver plasmids encoding for vascular endothelial growth factor (pVEGF) and fibroblast growth factor-2 (pFGF2) to human dermal fibroblasts (hDFbs). [25] Background/Aim: Genetic manipulation of stem cells using non-viral vectors is still limited due to low transfection efficiency. [26] Several nanotechnologies based non-viral vectors such as liposome, micelles, nanoparticles, dendrimers, exosomes, nanorods and nanobubbles etc. [27] The top-cited articles on gene delivery were focused on several novel non-viral vectors due to their specialty compared with viral vectors. [28] Within non-viral vectors, polymeric nanocarriers have offered an ideal platform to be applied as gene delivery systems. [29] Metal nanoparticles are the most studied objects for medicine, including their application as non-viral vectors. [30] Non-viral vectors for gene-based therapy. [31] In comparison with viral vectors, non-viral vectors became an attractive tool due to their reduced potential of biosafety risks, lower cost, higher availability and easy storage. [32] Although viral vectors have long been the preferred approach to target hepatocytes, an increasing number of non-viral vectors are emerging as highly efficient vehicles for the delivery of genetic material. [33] Non-viral vectors are widely developed and applied in clinical practice due to their low immunogenicity, good biocompatibility, easy synthesis and modification, and low cost of production. [34] Nanomaterials are considered as non-viral vectors for gene therapy use. [35] Over the past few years, attempts have been made to generate highly functional non-viral vectors that display long-term maintenance within cells and promote more sustained gene expression relative to conventional plasmids. [36] Antigen-specific lung-resident memory T cells (TRMs) constitute the first line of defense that mediates rapid protection against respiratory pathogens and inspires novel vaccine designs against infectious pandemic threats, yet effective means of inducing TRMs, particularly via non-viral vectors, remain challenging. [37] Minicircles are non-viral vectors with promising characteristics for application in a variety of fields. [38] Finally, compact non-viral vectors that can overcome the immunological, physical and anatomical and barriers have been developed. [39] Although the development of gene delivery systems based on non-viral vectors is advancing, it remains a challenge to deliver plasmid DNA into human blood cells. [40] Among those non-viral vectors, dendrimers have gained increasing interest due to their unique molecular structure and multivalency. [41] Along with the use of plasmids and viral vectors as cargo material for genome editing, non-viral vectors have also been considered for delivery purposes. [42] The low transfection rate of non-viral vectors under physiological conditions is a significant issue. [43] OBJECTIVES Gene delivery by using non-viral vectors is a multi-step process that poses many challenges, either regarding the extracellular or intracellular media. [44] The use of gene and drug delivery systems such as viral or non-viral vectors and nano-compounds to enhance CFTR expression and the activity of antimicrobials against chronic pulmonary infections respectively, will also be discussed. [45] Polyethylene glycol-modified (PEGylated) cationic nanoparticles have been used as non-viral vectors for the in vivo delivery of these nucleic acids. [46] Non-viral vectors, such as lipid- and polymer-based nanoparticles, cationic polymers, and exosomes, can effectively transfer genes into primary neurons. [47] Consequently, non-viral vectors are good candidates to increase the lifetime and improve their therapeutic efficacy. [48] Various viral and non-viral vectors are used as a delivery vehicle for introducing specific miRNA inside the cell. [49] Trends in changing the paradigm of approaches to therapeutic angiogenesis are noted: from viral vectors to non-viral vectors, from gene transfer to the whole organism to targeted transfer to cells and tissues, from single gene use to combination of genes; from DNA therapy to RNA therapy, from in vivo therapy to ex vivo therapy. [50]지질 나노입자와 같은 비바이러스성 벡터는 현재 COVID-19 대유행에서 백신에 성공적으로 사용되었기 때문에 상당한 관심을 끌었습니다. [1] 현재 연구에서, hBMSC는 시험관내 및 생체내 신경교종 세포를 치료하기 위한 miR-451의 유전자 요법 비바이러스성 벡터로 사용되었습니다. [2] 비바이러스 벡터가 대안이 될 수 있지만 면역원성을 분석하는 보고서는 아직 부족합니다. [3] 우리는 바이러스 및 비바이러스 벡터를 포함한 유전자 전달 시스템과 유전자 편집 기술, 주로 CRISPR-Cas9, 안티센스 및 siRNA 치료제를 포함한 후성유전학적 치료에 대해 논의합니다. [4] 게놈의 안전한 항구 위치로 표적화된 유전자 전달을 매개하도록 조작된 트랜스포존과 같은 통합 비바이러스 벡터는 치료 단백질의 생산 또는 효율적이고 안전한 방식의 유전자 치료를 위한 유망한 접근 방식일 수 있습니다. [5] 이러한 단점을 피하고 표적 세포로의 효율적인 전달을 보장하기 위해 바이러스 및 비바이러스 벡터가 현재 사용되는 두 가지 주요 접근 방식입니다. [6] 여기에서 우리는 비바이러스성 벡터로 새로운 페로센 결합 양이온 토코페릴 응집체를 개발했습니다. [7] 다양한 바이러스 및 비바이러스 벡터는 심장 리모델링 과정 동안 유전자 발현 패턴을 개입하기 위해 유전자 편집에 활용되었습니다. [8] 비바이러스 벡터는 mRNA 및 DNA를 포함한 핵산을 생체내 세포로 전달할 수 있는 가능성을 제공합니다. [9] 그럼에도 불구하고 이러한 치료는 in-vivo 전략보다 유전자 편집된 세포를 환자의 몸에 도입하는 ex-vivo 전략을 주로 수반했으며, 바이러스 또는 비-유전자 편집을 사용하여 변형된 세포 대신 유전자 편집 도구를 자체적으로 투여합니다. 바이러스 벡터[4]. [10] 결과적으로, 비바이러스성 벡터의 개발이 주목을 받고 있으며, 오늘날 이러한 시스템에 의해 매개되는 유전자 전달은 낮은 독성, 낮은 면역원성 및 높은 패킹 용량과 같은 관련 이점으로 인해 현대 유전자 치료의 초석으로 간주됩니다. [11] 비바이러스 벡터는 폴리머, 지질, 무기 입자 및 다양한 유형의 조합과 같은 유전자 전달에서 빠르게 진행되는 연구 주제였습니다. [12] 이러한 관점에서 본 리뷰 기사는 바이러스 벡터, 바이러스 유사 입자 및 바이로솜과 같은 나노 규모 기반 보조제 및 전달 매개체를 요약합니다. 비-바이러스 벡터, 즉 나노에멀젼, 지질 나노운반체, 생분해성 및 비분해성 나노입자, 인산칼슘 나노입자, 콜로이드적으로 안정한 나노입자, 프로테오솜; 및 c-형 렉틴 수용체 및 톨-유사 수용체를 덮는 패턴 인식 수용체를 포함한다. [13] 유전자 요법은 외부 유전자를 체세포로 수송하여 결함이 있는 유전자를 회복시키는 바이러스 및 비바이러스 벡터의 사용에 의해 매개됩니다. [14] 지난 10년 동안 비바이러스 벡터는 유전자 치료를 위한 다양한 화물(DNA, siRNA, mRNA 등)을 전달 및/또는 코드 전달하는 능력과 제조 용이성, 비교적 약한 면역원성으로 인해 점점 더 많은 관심을 받았습니다. 낮은 독성 및 반복 투여와의 호환성. [15] Non-viral vector와 그들의 transfection 시약은 transfection을 위한 안전한 도구로 유용합니다. [16] 마지막으로 CRISPR-Cas9 유전자 편집 도구의 미래 전망과 비바이러스 벡터를 사용하여 생체 이용률과 치료 가능성을 향상시킬 전망을 강조합니다. [17] 이러한 맥락에서, 다른 비바이러스성 벡터 외에 세포 투과 펩타이드(CPP)는 제형 조건 및 사용되는 CPP/NA의 특성에 따라 다양한 나노복합체를 형성함으로써 전달 시스템으로서 점점 더 많은 관심을 얻고 있다. [18] 여기에서 우리는 바이러스 및 비바이러스 벡터를 기반으로 하는 CRISPR/Cas9 시스템 전달에 대한 최근 진행 상황을 검토합니다. [19] 비바이러스 벡터는 바이러스 벡터보다 성공률이 훨씬 낮지만 면역 반응이 낮고 광범위한 치료 DNA 능력으로 인해 장점이 있습니다. [20] 지질 나노입자(LNP)는 상대적으로 쉽고 확장 가능한 제조 공정으로 인해 표적 세포에 mRNA를 전달하기 위한 비바이러스 벡터로서 광범위하게 연구되어 왔습니다. [21] 이 검토에서는 약물 안정성을 보장하고 바이러스 또는 비바이러스 벡터를 포함하는 제형을 개발하는 데 사용되는 전략과 유전자 치료 제품에 대한 규제 승인 경로를 가속화하는 데 사용되는 전략을 포함하여 이러한 문제에 대해 논의합니다. [22] 오늘날 유전자 치료는 바이러스 및 비바이러스 벡터를 통해 사용됩니다. [23] 이 기사는 주로 바이러스 및 비바이러스 벡터와 유전자 치료에서의 적용을 포함하는 CNS에서 유전 물질의 전달 모드에 중점을 둡니다. [24] 두 개의 비바이러스 벡터인 키토산(Ch)과 폴리에틸렌이민(PEI)은 혈관 내피 성장 인자(pVEGF) 및 섬유아세포 성장 인자-2(pFGF2)를 암호화하는 플라스미드를 인간 진피 섬유아세포(hDFbs)에 전달하기 위해 테스트되었습니다. [25] 배경/목표: 비바이러스 벡터를 사용한 줄기세포의 유전자 조작은 낮은 형질감염 효율로 인해 여전히 제한적입니다. [26] 리포솜, 미셀, 나노입자, 덴드리머, 엑소솜, 나노막대 및 나노버블 등과 같은 비바이러스성 벡터를 기반으로 하는 여러 나노기술 [27] 유전자 전달에 관한 가장 많이 인용된 기사는 바이러스 벡터에 비해 그 특성으로 인해 몇 가지 새로운 비바이러스 벡터에 초점을 맞췄습니다. [28] 비바이러스 벡터 내에서 고분자 나노운반체는 유전자 전달 시스템으로 적용하기에 이상적인 플랫폼을 제공했습니다. [29] 금속 나노입자는 비바이러스 벡터로서의 응용을 포함하여 의학에서 가장 많이 연구된 대상입니다. [30] 유전자 기반 치료를 위한 비바이러스 벡터. [31] 바이러스 벡터와 비교하여 비바이러스 벡터는 생물학적 안전 위험 가능성 감소, 낮은 비용, 높은 가용성 및 쉬운 저장으로 인해 매력적인 도구가 되었습니다. [32] 바이러스 벡터가 간세포를 표적화하는 데 오랫동안 선호되는 접근 방식이었지만, 점점 더 많은 수의 비바이러스 벡터가 유전 물질 전달을 위한 고효율 매개체로 부상하고 있습니다. [33] 비바이러스성 벡터는 낮은 면역원성, 우수한 생체적합성, 쉬운 합성 및 변형, 낮은 생산 비용으로 인해 널리 개발되어 임상에 적용되고 있습니다. [34] 나노물질은 유전자 치료용 비바이러스 벡터로 간주됩니다. [35] 지난 몇 년 동안, 세포 내에서 장기간 유지를 나타내고 기존의 플라스미드에 비해 보다 지속적인 유전자 발현을 촉진하는 고기능성 비바이러스 벡터를 생성하려는 시도가 있었습니다. [36] 항원 특이적 폐 상주 기억 T 세포(TRM)는 호흡기 병원체에 대한 신속한 보호를 매개하고 감염성 전염병 위협에 대한 새로운 백신 설계를 고무하는 1차 방어선을 구성하지만, 특히 비바이러스성 벡터를 통해 TRM을 유도하는 효과적인 수단은 여전히 남아 있습니다. 도전적인. [37] 미니서클은 다양한 분야에 적용할 수 있는 유망한 특성을 가진 비바이러스 벡터입니다. [38] 마지막으로 면역학적, 물리적, 해부학적 장벽을 극복할 수 있는 컴팩트한 비바이러스성 벡터가 개발되었습니다. [39] 비바이러스성 벡터를 기반으로 한 유전자 전달 시스템의 개발이 진행되고 있지만 플라스미드 DNA를 인간 혈액 세포에 전달하는 것은 여전히 과제입니다. [40] 이러한 비바이러스성 벡터 중에서 덴드리머는 독특한 분자 구조와 다가(multivalency)로 인해 점점 더 많은 관심을 받고 있습니다. [41] 게놈 편집을 위한 화물 물질로 플라스미드 및 바이러스 벡터의 사용과 함께 비바이러스 벡터도 전달 목적으로 고려되었습니다. [42] 생리학적 조건에서 비바이러스성 벡터의 낮은 형질감염율은 중요한 문제입니다. [43] 목표 비바이러스 벡터를 사용한 유전자 전달은 세포 외 또는 세포 내 배지와 관련하여 많은 문제를 제기하는 다단계 과정입니다. [44] CFTR 발현 및 만성 폐 감염에 대한 항균제의 활성을 각각 향상시키기 위한 바이러스 또는 비바이러스 벡터 및 나노 화합물과 같은 유전자 및 약물 전달 시스템의 사용에 대해서도 논의할 것입니다. [45] 폴리에틸렌 글리콜-변형(PEGylated) 양이온 나노입자는 이러한 핵산의 생체내 전달을 위한 비바이러스 벡터로 사용되었습니다. [46] 지질 및 고분자 기반 나노입자, 양이온 고분자, 엑소좀과 같은 비바이러스 벡터는 유전자를 1차 뉴런으로 효과적으로 전달할 수 있습니다. [47] 결과적으로, 비바이러스성 벡터는 수명을 연장하고 치료 효능을 향상시킬 수 있는 좋은 후보입니다. [48] 다양한 바이러스 및 비바이러스 벡터가 세포 내부에 특정 miRNA를 도입하기 위한 전달 매개체로 사용됩니다. [49] 치료적 혈관신생에 대한 접근법의 패러다임을 변화시키는 경향이 주목됩니다: 바이러스 벡터에서 비바이러스 벡터로, 유전자 전달에서 전체 유기체로의 유전자 전달에서 세포 및 조직으로의 표적 전달, 단일 유전자 사용에서 유전자 조합으로; DNA 치료에서 RNA 치료로, 생체 내 치료에서 생체 외 치료로. [50]