Von Adeno-assoziierten Viren (AAV) abgeleitete Vektoren zählen heute zu den wirksamsten Werkzeugen der Gentherapie, sodass mehrere Behandlungen eine behördliche Zulassung erhalten haben, darunter Onasemnogen-Abeparvovec, das bereits Tausenden von Patienten mit spinaler Muskelatrophie verabreicht wurde. Trotz eines relativ moderaten Entzündungsprofils können diese Vektoren dennoch das Immunsystem aktivieren, und zwar nicht nur gegen das virale Kapsid, sondern auch gegen das Transgenprodukt selbst. Eine solche Reaktion beeinträchtigt die therapeutische Wirksamkeit, sei es durch Neutralisierung des zirkulierenden Proteins oder durch Abstoßung der transduzierten Zellen. Die Aufmerksamkeit für dieses Phänomen nahm zu, nachdem schwere unerwünschte Ereignisse — Myositiden und Myokarditiden zytotoxischen Ursprungs — bei jungen Patienten mit Duchenne-Muskeldystrophie aufgetreten waren, die mit Vektoren behandelt worden waren, die ein Mikrodystrophin kodieren. Dennoch blieben die frühen Ereignisse, die die Aktivierung der CD8+-T-Lymphozyten auslösen, unzureichend definiert.
Um diese Kinetik zu charakterisieren, untersuchten die Autoren die Antigenpräsentation nach intramuskulärer Verabreichung von AAV bei Mäusen, wobei sie sich auf ein Modellsystem stützten, das das Epitop SIINFEKL exprimiert, sowie auf einen Transfer transgener CD8+-T-Lymphozyten (OT-I). Die viralen Genome wurden bereits eine Stunde nach der Injektion in den drainierenden Lymphknoten nachgewiesen. Die vom Transgen abgeleiteten Peptide wurden den CD8+-T-Lymphozyten bereits ab dem ersten Tag präsentiert, was zu einer fortschreitenden Aktivierung und den ersten Zellteilungen am vierten Tag führte. Die Entfernung der Injektionsstelle zeigte, dass die AAV-Partikel, die die drainierenden Lymphknoten innerhalb der ersten Stunde erreichten, ausreichten, um transgenspezifische zytotoxische CD8+-T-Lymphozyten zu induzieren, was die entscheidende Rolle dieser sehr frühen Phase unterstreicht.
Das Team verglich anschließend mehrere Vektoren, die muskelspezifische Promotoren und regulatorische Sequenzen trugen (ACTA1, Desmin, MHCK7, SPc5-12). Obwohl sie als muskelspezifisch bezeichnet wurden, zeigten alle in vitro eine variable Transgenexpression in dendritischen Zellen, die mit der Intensität der Lymphozytenaktivierung in vivo korrelierte: Promotoren, die mit einer ausgeprägten frühen Antigenpräsentation einhergingen, induzierten eine robuste T-Zell-Antwort, während eine reduzierte Präsentation mit dem Fehlen von CD8+-T-Lymphozyten verbunden war. Diese Arbeiten zeigen somit, dass die Promotorspezifität die unspezifische Expression in antigenpräsentierenden Zellen moduliert und die zytotoxische Antwort prägt.
Die Studie wurde an weiblichen Mäusen durchgeführt, wobei die wesentlichen Ergebnisse an männlichen Tieren bestätigt wurden. Die Autoren weisen darauf hin, dass sie sich auf die lokale Verabreichung bezieht, das Referenzsystem zur Untersuchung der Immunogenität, geben jedoch an, eine vergleichbare frühe Präsentation bei systemischer Verabreichung mit klinisch relevanten Serotypen beobachtet zu haben. Sie legen nahe, dass die Einbeziehung von Tests, die diese initialen Ereignisse der Antigenpräsentation in antigenpräsentierenden Zellen quantifizieren, in die Bewertung der Immunogenität von AAV-Vektoren einen nützlichen Beitrag zur Konzeption von Gentherapien darstellen würde.