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Abstract

Randomly integrating viral vectors pose a genotoxic risk when used as a genetic modification tool. Our lab has developed a non-integrating DNA vector (S/MAR DNA vector) that persists episomally in cells and provides long-term transgene expression similar to integrating viral vectors. In this project, I show a proof of concept of developing an off-the-shelf iPSC-derived T-cell immunotherapy using S/MAR DNA vectors. I developed an S/MAR DNA vector that is optimal for T-cells as well as iPSC genetic modification. I created a platform to screen vector features in mouse hematopoietic stem and progenitor cells. I indicate that iPSC lines that were genetically modified using S/MAR DNA vectors can differentiate into hematopoietic stem and progenitor-like cells, and I compared it with an iPSC line genetically modified using a lentiviral vector. Finally, this report shows that iPSC lines expressing a CAR can differentiate into phenotypic T-cells.

The personalization of gene and cell therapies is expensive. They may become more affordable and accessible to patients when iPSCs are used to generate allogeneic cell therapies. Exploiting iPSCs could reduce the cost, offer a healthier cell source, provide a quicker treatment option, and offer a more standardized therapy to patients. The data described in this report suggest the possibility of generating iPSC-derived T-cell immunotherapies utilizing S/MAR DNA vectors.

Translation of abstract (German)

Zufällig integrierende virale Vektoren stellen ein genotoxisches Risiko dar, wenn sie als Instrument zur genetischen Veränderung eingesetzt werden. Unser Labor hat einen nicht integrierenden DNA-Vektor (S/MAR-DNA-Vektor) entwickelt, der episomal in Zellen verbleibt und eine langfristige Transgenexpression ähnlich wie ein integrierender viraler Vektor ermöglicht. In diesem Projekt zeige ich einen Machbarkeitsnachweis für die Entwicklung einer "off-the-shelf" iPSC-abgeleiteten T-Zell-Immuntherapie mit S/MAR-DNA-Vektoren. Ich habe einen S/MAR-DNA-Vektor entwickelt, der optimal für die genetische Veränderung von sowohl T-Zellen als auch iPSCs ist. Ich habe eine Plattform geschaffen, um Vektoreigenschaften in hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferzellen der Maus zu prüfen. Ich zeige, dass eine iPSC-Linie, die mit S/MAR-DNA-Vektoren genetisch modifiziert wurden, zu hämatopoetische Stamm- und Vorläuferzellen entwickeln können, und ich habe sie mit einer iPSC-Linie verglichen, die mit einem lentiviralen Vektor genetisch modifiziert wurde. Schließlich zeigt dieser Bericht, dass eine iPSC-Linie, die mit ein CAR modifiziert wurden, zu phänotypische T-Zellen entwickeln können.

Die Personalisierung von Gen- und Zelltherapien hat sie kostspielig gemacht. Sie können erschwinglicher und zugänglicher für Patienten werden, wenn iPSCs verwendet werden, um allogener Zelltherapien zu produzieren. Die Nutzung von iPSCs könnte die Kosten senken, eine gesündere Zellquelle bieten, eine schnellere Behandlungsoption für Patienten bieten und die Entwickung von einer standardisierteren Therapie ermöglichen. Die in diesem Bericht beschriebenen Daten deuten auf die Möglichkeit hin, iPSC-abgeleitete T-Zell-Immuntherapien unter Verwendung von S/MAR-DNA-Vektoren zu erzeugen.