Genes & CellsGenes & CellsГены и КлеткиGenes and Cells2313-18292500-2562Human Stem Cells Institute12063210.23868/gc120632ArticlesСтатьиResearch ArticleGeneration of recombinant adenoviral vectors encoding neural cell adhesion molecules ncam1, ncam2 and l1camСоздание рекомбинантных аденовирусов, кодирующих гены нейральных молекул клеточной адгезии ncam1, ncam2 и l1camFedotovaV. YФедотоваВ. ЮCherenkovaE. EЧеренковаЕ. ЕIslamovR. RИсламовР. РRizvanovA. AРизвановА. АKazan Federal University, KazanКазанский (Приволжский) федеральный университетKazan State Medical universityКазанский государственный медицинский университет151020138314214605012023Copyright ©; 2013, Eco-VectorCopyright ©; 2013, Эко-Вектор2013Eco-VectorЭко-Векторhttps://genescells.ru/2313-1829/article/view/120632

To succed in gene therapy it is necessary to observe few basic conditions, such as targeted delivery of the therapeutic gene into the target organ and its effective expression. Nowadays targeted delivery of therapeutic genes is one of the critical problems of gene therapy. Delivery of recombinant genes using cell carriers (vectors), expressing tissue-specific cell adhesion molecules, allows us to move toward solving this problem. Using Gateway cloning technology (Invitrogen) we have created recombinant expression constructs pAd-NCAM1, pAd-NCAM2 and pAd-L1CAM, encoding neural cell adhesion molecules. Expression of recombinant proteins has been confirmed by immunofluorescent analysis. Based on these genetic constructs recombinant adenoviruses (serotype 5) were generated and titered. Obtained viral vectors encoding neural cell adhesion molecules may be subsequently used to modify cells carrying additional therapeutic genes to increase the efficiency of gene-cell therapeutics delivery to target organ.

Для проведения успешной генной терапии необходимо соблюдение основных условий, таких как адресная доставка терапевтического гена в орган-мишень и его эффективная экспрессия. На сегодняшний день, адресность доставки терапевтических генов является одной из важных проблем генной терапии. Доставка рекомбинантных генов на клеточных носителях, экспрессирующих тканеспецифические молекулы клеточной адгезии, позволяет нас приблизить к поставленной цели. С помощью технологии клонирования Gateway (Invitrogen) нами были получены рекомбинантные экспрессионные конструкции pAd-NCAM1, pAd-NCAM2 и pAd-L1CAM, кодирующие гены молекул адгезии клеток нервной ткани. Экспрессия рекомбинантных генов была подтвеждена с помощью иммунофлуоресцентного анализа. На основе данных кострукций были созданы и оттитрованы рекомбинантные аденовирусы 5 серотипа. Полученные вирусные векторы, кодирующие нейрональные молекулы клеточной адгезии, в дальнейшем могут быть использованы для модификации клеток, несущих терапевтические гены, с целью повышения эффективности доставки генно-клеточного препарата в орган-мишень.

neural cell adhesion moleculesrecombinant adenovirusgene therapygene-cell therapeuticsнейральные молекулы клеточной адгезиирекомбинантный аденовирусгенная терапиягенно-клеточный препаратBorroni B., Pilotto A., Bonvicini C. et al. Atypical presentation of a novel Presenilin 1 R377W mutation: sporadic, late-onset Alzheimer disease with epilepsy and frontotemporal atrophy. Neurol. Sci. 2012; 33(2): 375-8.Davison A.J., Benko M., Harrach B. Genetic content and evolution of adenoviruses. J. Gen. Virol. 2003; 84(Pt 11): 2895-908.Russell W.C. Update on adenovirus and its vectors. J. Gen. Virol. 2000; 81(Pt 11): 2573-604.Wang I.I., Huang I.I. Adenovirus technology for gene manipulation and functional studies. Drug Discov. Today. 2000; 5(1): 10-6.Segerman A., Arnberg N., Erikson A. et al. There are two different species B adenovirus receptors: sBAR, common to species B1 and B2 adenoviruses, and sB2AR, exclusively used by species B2 adenoviruses. J. Virol. 2003; 77(2): 1157-62.Povlsen G.K., Ditlevsen D.K., Berezin V. et al. Intracellular signaling by the neural cell adhesion molecule. Neurochem. Res. 2003; 28(1): 127-41.Walmod P.S., Kolkova K., Berezin V. et al. Zippers make signals: NCAM-mediated molecular interactions and signal transduction. Neurochem. Res. 2004; 29(11): 2015-35.Buttner B., Kannicht C., Reutter W., Horstkorte R. The neural cell adhesion molecule is associated with major components of the cytoskeleton. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2003; 310(3): 967-71.Buttner B., Kannicht C., Reutter W. et al. Novel cytosolic binding partners of the neural cell adhesion molecule: mapping the binding domains of PLC gamma, LANP, TOAD-64, syndapin, PP1, and PP2A. Biochemistry 2005; 44(18): 6938-47.Stoenica L., Senkov O., Gerardy-Schahn R. et al. In vivo synaptic plasticity in the dentate gyrus of mice deficient in the neural cell adhesion molecule NCAM or its polysialic acid. Eur.J. Neurosci. 2006; 23(9): 2255-64.Paoloni-Giacobino A., Chen H., Antonarakis S.E. Cloning of a novel human neural cell adhesion molecule gene (NCAM2) that maps to chromosome region 21q21 and is potentially involved in Down syndrome. Genomics 1997; 43(1): 43-51.Nelson E.A., Walker S.R., Li W. et al. Identification of human STAT5-dependent gene regulatory elements based on interspecies homology. J. Biol. Chem. 2006; 281(36): 26216-24.Walz A., Mombaerts P., Greer C.A. et al. Disrupted compartmental organization of axons and dendrites within olfactory glomeruli of mice deficient in the olfactory cell adhesion molecule, OCAM. Mol. Cell Neurosci. 2006; 32(1-2): 1-14.Maretzky T., Schulte M., Ludwig A. et al. L1 is sequentially processed by two differently activated metalloproteases and presenilin/gamma-secretase and regulates neural cell adhesion, cell migration, and neurite outgrowth. Mol. Cell Biol. 2005; 25(20): 9040-53. МД-433.2013.4. Работа частично выполнена на оборудовании Федерального центра коллективного пользования физико-химических исследований веществ и материалов (ФЦКП ФХИ) и Научно-образовательного центра фармацевтики Казанского (Приволжского) федерального университета.Mechtersheimer S., Gutwein P., Agmon-Levin N. et al. Ectodomain shedding of L1 adhesion molecule promotes cell migration by autocrine binding to integrins. J. Cell Biol. 2001; 155(4): 661-73.Кудряшова Н.В., Гусева Д.С., Салафутдинов И.И. и др. Мононуклеарные клетки пуповинной крови человека, трансфицированные двухкассетными плазмидами (vegf + нейротрофический фактор) для терапии бокового амиотрофического склероза. Клеточная Трансплантология и Тканевая Инженерия 2012; 7(3): 92-7.Graham F.L., Smiley J., Russell W.C. et al. Characteristics of a human cell line transformed by DNA from human adenovirus type 5. J. Gen. Virol. 1977; 36(1): 59-74.Harrison T., Graham F., Williams J. Host-range mutants of adenovirus type 5 defective for growth in HeLa cells. Virology 1977; 77(1): 319-29.Rizvanov A.A., Guseva D.S., Salafutdinov I.I. et al. Genetically modified human umbilical cord blood cells expressing vascular endothelial growth factor and fibroblast growth factor 2 differentiate into glial cells after transplantation into amyotrophic lateral sclerosis transgenic mice. Exp. Biol.Med. 2011; 236(1): 91-8.Chen J., Sanberg P.R., Li Y. et al. Intravenous administration of human umbilical cord blood reduces behavioral deficits after stroke in rats. Stroke 2001; 32(11): 2682-8.Исламов Р.Р., Ризванов А.А., Гусева Д.С. и др. Генная и клеточная терапия нейродегенеративных заболеваний. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия 2007; 2(3): 21-37.Ризванов А.А., Гусева Д.С., Салафутдинов И.И. и др. Доклинические исследования терапии бокового амиотрофического склероза с помощью генетически модифицированных мононуклеарных клеток крови пуповины. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия 2012; 7(2): 56-63.Исламов Р.Р., Ризванов А.А., Киясов А.П. Боковой амиотрофический склероз: стратегия генно-клеточной терапи. Неврологический вестник 2008; 40(4): 91-101.Chen J., Bernreuther C., Dihne M. et al. Cell adhesion molecule l1-transfected embryonic stem cells with enhanced survival support regrowth of corticospinal tract axons in mice after spinal cord injury. Neurotrauma 2005; 22(8): 896-906.Rizvanov A.A., Kiyasov A.P., Gaziziov I.M. et al. Human umbilical cord blood cells transfected with VEGF and L(1)CAM do not differentiate into neurons but transform into vascular endothelial cells and secrete neuro-trophic factors to support neuro-genesis-a novel approach in stem cell therapy. Neurochem. Int. 2008; 53(6-8): 389-94.Ризванов А.А., Гусева Д.С., Салафутдинов И.И. и др. Генноклеточная терапия бокового амиотрофического склероза мононуклеарными клетками пуповинной крови человека, трансфицированными генами нейронной молекулы адгезии L1CAM и сосудистого эндотелиального фактора роста VEGF. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия 2010; 5(4): 55-65.