EP0733103B1

Generation of high titers of recombinant aav vectors

Abstract

Adeno-associated virus (AAV) vectors may have utility for gene therapy but heretofore a significant obstacle has been the inability to generate sufficient quantifies of such recombinant vectors in amounts that would be clinically useful for human gene therapy application. Stable, helper-free AAV packaging cell lines have been elusive, mainly due to the activities of Rep protein, which down-regulates its own expression and reverses cellular immortalization. This invention provides packaging systems and processes for packaging AAV vectors that efficiently circumvent these problems by replacing the AAV p5 promoter with a heterologous promoter and that allow for substantially increased packaging efficiency.

EP0733103B1, drawing sheet 1
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Expired 3 November 2014, 11.9 years ago.

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13 claims: 13 independent, 0 dependent

  1. 1
    A process for the generation of high titers of adeno-associated virus (AAV) recombinant vectors, the process comprising incubating a cell under conditions that allow replication and packaging of AAV, said cell comprising:(a) at least one intact copy of a recombinant AAV vector stably integrated into the cell, wherein the AAV vector comprises AAV inverted terminal repeat (ITR) regions and a transcription promoter operably linked to a target polynucleotide, and wherein the expression of the rep gene is limiting for packaging in those cells;(b) an AAV packaging plasmid that allows expression of the product of the rep gene, wherein in the plasmid the rep gene is operably linked to a heterologous promoter and the packaging plasmid lacks overlapping homology with AAV sequences in the vector (a) of the cell so that the packaging plasmid and integrated vector cannot recombine to give a complete AAV genome, whereby recombinant AAV vectors are produced. Procédé pour la génération de titres élevés de vecteurs recombinés de virus adénoassociés (AAV), le procédé comprenant l'incubation d'une cellule dans des conditions qui permettent la réplication et l'empaquetage d'AAV, ladite cellule comprenant : (a) au moins une copie intacte d'un vecteur d'AAV recombiné intégrée de façon stable dans la cellule, le vecteur d'AAV comprenant des régions de répétitions terminales inversées (ITR) d'AAV et un promoteur de transcription lié de façon opérationnelle à un polynucléotide cible, et l'expression du gène rep étant limitante pour l'empaquetage dans ces cellules ;(b) un plasmide d'empaquetage d'AAV qui permet l'expression du produit du gène rep, dans le plasmide, le gène rep étant lié de façon opérationnelle à un promoteur hétérologue et le plasmide d'empaquetage ne comportant pas d'homologie chevauchante avec des séquences d'AAV dans le vecteur (a) de la cellule, de sorte que le plasmide d'empaquetage et le vecteur intégré ne peuvent se recombiner pour donner un génome d'AAV complet, ce par quoi sont produits des vecteurs d'AAV recombinés. Verfahren zum Erzeugen hoher Titer rekombinanter Adeno-assoziierter Virus- (AAV-) Vektoren, wobei das Verfahren das Inkubieren einer Zelle unter Bedingungen umfasst, die eine Replikation und Verpackung von AAV ermöglichen, wobei die Zelle umfasst: (a) wenigstens eine intakte Kopie eines rekombinanten AAV-Vektors, die stabil in die Zelle integriert ist, wobei der AAV-Vektor AAV invertierte terminale Wiederholungsregionen ("inverted terminal repeat regions" - ITR-Regionen) und einen Transkriptionspromotor umfasst, der funktionsfähig an ein Zielpolynucleotid gebunden ist, und wobei die Expression des rep-Gens für die Verpackung in diesen Zellen einschränkend ist;(b) ein AAV-Verpackungsplasmid, das die Expression des Produktes des rep-Gens ermöglicht, wobei in dem Plasmid das rep-Gen funktionsfähig an einen heterologen Promotor gebunden ist und dem Verpackungsplasmid eine überlappende Homologie mit AAV-Sequenzen in dem Vektor (a) der Zelle fehlt, so dass das Verpackungsplasmid und der integrierte Vektor nicht zur Bildung eines vollständigen AAV-Genoms rekombinieren können, wodurch rekombinante AAV-Vektoren erzeugt werden.
  2. 2
    A process according to claim 1 wherein the heterologous promoter of (b) is HIV-LTR. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le promoteur hétérologue de (b) est HIV-LTR. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der heterologe Promotor von (b) HIV-LTR ist.
  3. 3
    A process according to claim 1 or 2 wherein the target polynucleotide encodes a cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) polypeptide. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le polynucléotide cible code un polypeptide CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Zielpolynucleotid für ein CFTR-Polypeptid ("cystic fibrosis transmembrane conductance regulator polypeptide") codiert.
  4. 4
    A packaging system for the generation of high titers of AAV recombinant vectors, the system comprising:(a) cells containing at least one intact copy of a recombinant AAV vector stably integrated in the cell, wherein the AAV vector comprises AAV inverted terminal repeat (ITR) regions and a transcription promoter operably linked to a target polynucleotide and the expression of the rep gene is limiting for packaging in those cells;and(b) an AAV packaging plasmid that allows expression of the product of the rep gene, wherein in the plasmid the rep gene is operably linked to a heterologous promoter and the packaging plasmid lacks overlapping homology with AAV sequences in the vector in the cell provided in (a) so that the packaging plasmid and integrated vector cannot recombine to give a complete AAV genome. Système d'empaquetage pour la génération de titres élevés de vecteurs recombinés d'AAV, le système comprenant : (a) des cellules contenant au moins une copie intacte d'un vecteur d'AAV recombiné intégrée de façon stable dans la cellule, le vecteur d'AAV comprenant des régions de répétitions terminales inversées (ITR) d'AAV et un promoteur de transcription lié de façon opérationnelle à un polynucléotide cible, et l'expression du gène rep étant limitante pour l'empaquetage dans ces cellules ;et(b) un plasmide d'empaquetage d'AAV qui permet l'expression du produit du gène rep, dans le plasmide, le gène rep étant lié de façon opérationnelle à un promoteur hétérologue et le plasmide d'empaquetage ne comportant pas d'homologie chevauchante avec des séquences d'AAV dans le vecteur dans la cellule fournie dans (a), de sorte que le plasmide d'empaquetage et le vecteur intégré ne peuvent se recombiner pour donner un génome d'AAV complet. Verpackungssystem zum Erzeugen hoher Titer rekombinanter AAV-Vektoren, wobei das System umfasst: (a) Zellen, die wenigstens eine intakte Kopie eines rekombinanten AAV-Vektors enthalten, die stabil in die Zelle integriert ist, wobei der AAV-Vektor AAV invertierte terminale Wiederholungsregionen (ITR-Regionen) und einen Transkriptionspromotor umfasst, der funktionsfähig an ein Zielpolynucleotid gebunden ist, und die Expression des rep-Gens für die Verpackung in diesen Zellen einschränkend ist;und(b) ein AAV-Verpackungsplasmid, das die Expression des Produktes des rep-Gens ermöglicht, wobei in dem Plasmid das rep-Gen funktionsfähig an einen heterologen Promotor gebunden ist und dem Verpackungsplasmid eine überlappende Homologie mit AAV-Sequenzen in dem Vektor in der Zelle, die in (a) bereitgestellt wird, fehlt, so dass das Verpackungsplasmid und der integrierte Vektor nicht zur Bildung eines vollständigen AAV-Genoms rekombinieren können.
  5. 5
    A packaging system according to claim 4 wherein the heterologous promoter in (b) is HIV-LTR. Système d'empaquetage selon la revendication 4, dans lequel le promoteur hétérologue dans (b) est HIV-LTR. Verpackungssystem nach Anspruch 4, wobei der heterologe Promotor in (b) HIV-LTR ist.
  6. 6
    A packaging system according to claim 4 or 5 wherein the target polynucleotide encodes a cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) polypeptide. Système d'empaquetage selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le polynucléotide cible code un polypeptide CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator). Verpackungssystem nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Zielpolynucleotid für ein CFTR-Polypeptid ("cystic fibrosis transmembrane conductance regulator polypeptide") codiert.
  7. 7
    A packaging plasmid for use in the production of the generation of high titers of AAV recombinant vectors that allows expression of the product of the rep gene, wherein the plasmid comprises a rep gene operably linked to a heterologous promoter and the packaging plasmid lacks overlapping homology with AAV sequences in a stably integrated recombinant AAV vector in a cell so that the packaging plasmid and integrated vector cannot recombine to give a complete AAV genome, said cell comprising at least one intact copy of the AAV vector, wherein the AAV vector comprises AAV inverted terminal repeat (ITR) regions and a transcription promoter operably linked to a target polynucleotide. Plasmide d'empaquetage destiné à être utilisé dans la production de la génération de titres élevés de vecteurs recombinés d'AAV qui permet l'expression du produit du gène rep, le plasmide comprenant un gène rep lié de façon opérationnelle à un promoteur hétérologue et le plasmide d'empaquetage ne comportant pas d'homologie chevauchante avec des séquences d'AAV dans un vecteur d'AAV recombiné intégré de façon stable dans une cellule de sorte que le plasmide d'empaquetage et le vecteur intégré ne peuvent se recombiner pour donner un génome d'AAV complet, ladite cellule comprenant au moins une copie intacte du vecteur d'AAV, le vecteur d'AAV comprenant des régions de répétitions terminales inversées (ITR) d'AAV et un promoteur de transcription lié de façon opérationnelle à un polynucléotide cible. Verpackungsplasmid zur Verwendung in der Produktion zum Erzeugen hoher Titer rekombinanter AAV-Vektoren, das die Expression des Produktes des rep-Gens ermöglicht, wobei das Plasmid ein rep-Gen umfasst, das funktionsfähig an einen heterologen Promotor gebunden ist und dem Verpackungsplasmid eine überlappende Homologie mit AAV-Sequenzen in einem stabil integrierten rekombinanten AAV-Vektor in einer Zelle fehlt, so dass das Verpackungsplasmid und der integrierte Vektor nicht zur Bildung eines vollständigen AAV-Genoms rekombinieren können, wobei die Zelle wenigstens eine intakte Kopie des AAV-Vektors umfasst, wobei der AAV-Vektor AAV invertierte terminale Wiederholungsregionen (ITR-Regionen) und einen Transkriptionspromotor umfasst, der funktionsfähig an ein Zielpolynucleotid gebunden ist.
  8. 8
    A packaging plasmid according to claim 7 wherein the promoter in the packaging plasmid to which rep is operably linked is HIV-LTR. Plasmide d'empaquetage selon la revendication 7, dans lequel le promoteur dans le plasmide d'empaquetage auquel rep est lié de façon opérationnelle est HIV-LTR. Verpackungsplasmid nach Anspruch 7, wobei der Promotor in dem Verpackungsplasmid, an den rep funktionsfähig gebunden ist, HIV-LTR ist.
  9. 9
    A cell for the generation of high titers of AAV recombinant vectors, comprising:(a) at least one intact copy of a recombinant AAV vector stably integrated in the cell, wherein the AAV vector comprises AAV inverted terminal repeat (ITR) regions and a transcription promoter operably linked to a target polynucleotide, and wherein the expression of the rep gene is limiting for packaging in those cells;and(b) an AAV packaging plasmid that allows expression of the product of the rep gene, wherein in the plasmid the rep gene is operably linked to a heterologous promoter and the packaging plasmid lacks overlapping homology with AAV sequences in the vector in the cell as defined in (a) so that the packaging plasmid and integrated vector cannot recombine to give a complete AAV genome. Cellule pour la génération de titres élevés de vecteurs recombinés d'AAV, comprenant : (a) au moins une copie intacte d'un vecteur d'AAV recombiné intégrée de façon stable dans la cellule, le vecteur d'AAV comprenant des régions de répétitions terminales inversées (ITR) d'AAV et un promoteur de transcription lié de façon opérationnelle à un polynucléotide cible, et l'expression du gène rep étant limitante pour l'empaquetage dans ces cellules ;et(b) un plasmide d'empaquetage d'AAV qui permet l'expression du produit du gène rep, dans le plasmide, le gène rep étant lié de façon opérationnelle à un promoteur hétérologue et le plasmide d'empaquetage ne comportant pas d'homologie chevauchante avec des séquences d'AAV dans le vecteur dans la cellule tel que défini dans (a), de sorte que le plasmide d'empaquetage et le vecteur intégré ne peuvent se recombiner pour donner un génome d'AAV complet. Zelle zum Erzeugen hoher Titer rekombinanter AAV-Vektoren, umfassend: (a) wenigstens eine intakte Kopie eines rekombinanten AAV-Vektors, die stabil in die Zelle integriert ist, wobei der AAV-Vektor AAV invertierte terminale Wiederholungsregionen (ITR-Regionen) und einen Transkriptionspromotor umfasst, der funktionsfähig an ein Zielpolynucleotid gebunden ist, und wobei die Expression des rep-Gens für die Verpackung in diesen Zellen einschränkend ist;und(b) ein AAV-Verpackungsplasmid, das die Expression des Produktes des rep-Gens ermöglicht, wobei in dem Plasmid das rep-Gen funktionsfähig an einen heterologen Promotor gebunden ist und dem Verpackungsplasmid eine überlappende Homologie mit AAV-Sequenzen in dem Vektor in der Zelle, wie unter (a) definiert, fehlt, so dass das Verpackungsplasmid und der integrierte Vektor nicht zur Bildung eines vollständigen AAV-Genoms rekombinieren können.
  10. 10
    A cell according to claim 11 or 12 wherein the heterologous promoter of (b) is HIV-LTR. Cellule selon la revendication 11 ou 12, dans laquelle le promoteur hétérologue de (b) est HIV-LTR. Zelle nach Anspruch 11 der 12, wobei der heterologe Promotor von (b) HIV-LTR ist.
  11. 11
    A cell according to claim 9 or 10 wherein the target polynucleotide encodes a cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) polypeptide. Cellule selon la revendication 9 ou 10, dans laquelle le polynucléotide cible code un polypeptide CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator). Zelle nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Zielpolynucleotid für ein CFTR-Polypeptid ("cystic fibrosis transmembrane conductance regulator polypeptide") codiert.
  12. 12
    A process according to any one of claims 1 to 3, wherein the plasmid is pRS5 (ATCC ACCESSION NO:69483). Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le plasmide est pRS5 (NO D'ACCES ATCC : 69483). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Plasmid pRS5 (ATCC Zugriffsnummer: 69483) ist.
  13. 13
    A packaging system according to any one of claims 4 to 6, packaging plasmid according to claim 7 or 8 or a cell according to any one of claims 9 to 11 wherein the plasmid is pRS5 (ATCC ACCESSION NO:69483). Système d'empaquetage selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, plasmide d'empaquetage selon la revendication 7 ou 8 ou cellule selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, dans lesquels le plasmide est pRS5 (NO D'ACCES ATCC : 69483). Verpackungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, Verpackungsplasmid gemäß Anspruch 7 oder 8 oder Zelle gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Plasmid pRS5 (ATCC Zugriffsnummer: 69483) ist.