Woodchuck hepatitis virus post-transcriptional regulatory element deleted from X protein and promoter sequences enhances retroviral vector titer and expression

Schambach, Axel; Bohne, Jens; Baum, Christopher; Hermann, Felix; Egerer, Lisa; Laer, Dorotheé von; Giroglou, Tsanan

doi:10.1038/sj.gt.3302698

Cited by 127 publications

(122 citation statements)

References 31 publications

Supporting

Mentioning

118

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…A safe and functional PRE was designed by deleting the 3 0 region to remove all remnants of the X protein or its promoter and to mutate the remaining ATGs throughout the element to remove any putative ORF larger than 25 AA. 21 Such minimal PRE functions effectively to increase viral titer and to enhance gene expression in gammaretroviral and LVs. To our knowledge, it has not yet been reported how this truncated WPRE compares in the long run with the native element in in vivo gene therapy models.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Validation of a mutated PRE sequence allowing high and sustained transgene expression while abrogating WHV-X protein synthesis: application to the gene therapy of WAS

et al. 2009

View full text Add to dashboard Cite

The woodchuck hepatitis virus posttranscriptional regulatory element (WPRE) is widely used in retroviral gene transfer vectors. However, this element contains an open-reading frame (ORF) encoding a truncated peptide of the woodchuck hepatitis virus X protein (WHX). Because we are developing a lentiviral vector for the gene therapy of Wiskott-Aldrich syndrome (WAS), we evaluated whether the WPRE was needed in the gene transfer cassette and tested the possibility of replacing it with a mutated derivative. The transcriptional activity of the WPRE was undetectable in the context of the lentiviral vector but the element was capable of translating a polypeptide. This capability was abrogated by mutating the WHX ORF translation start. The WPRE was required to express high levels of the transgene and for that, the native form or mutated derivatives functioned equivalently. The vector using a WAS gene promoter and the mut6 WPRE induced long-term expression of the WAS transgene in vivo, correcting cytoskeletal defects, thymocyte and B-cell numbers and improved the colitis of WAS-null mice. By providing additional evidence of efficacy of this WAS lentiviral vector with improved safety features, our results validate a mutated WPRE, which should be useful in future gene therapy applications.

show abstract

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Validation of a mutated PRE sequence allowing high and sustained transgene expression while abrogating WHV-X protein synthesis: application to the gene therapy of WAS

et al. 2009

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…To construct a SIN design and to insert a unique SnaBI site (for the insertion of fragments into the ⌬U3 deletion), the overlap primers 3Ј ASLVsin OL (5Ј-AATACAATATCTCTACG TACAAGAGTATTGCATAAGACTACATTTCC-3Ј) and 5Ј ASLVsin OL (5Ј-TATGCAATACTCTTGTACGTAGAGATATTGTATTTAAGTGCCTAGC-3Ј) were used together with the two primers mentioned above. The 5Ј LTR and leader fragment (SphI/NheI) and the 3Ј LTR fragment (HindIII/XhoI) were inserted into a gammaretroviral SIN vector (pSERS11.SF.GFPpre*) backbone harboring a spleen focus-forming virus (SFFV)-driven enhanced green fluorescent protein (EGFP) expression cassette with the safety-optimized posttranscriptional regulatory element of woodchuck hepatitis virus (wPRE) (30,33). This resulted in the alpharetroviral plasmids pAlpha.SF.EGFP.wPRE (with an intact 3Ј U3 region) and pAlpha.SIN.SF.EGFP.wPRE (with a 3Ј SIN deletion).…”

Section: Alpharetroviral Vectors and Plasmidsmentioning

confidence: 99%

“…The human embryonic kidney cell line 293T, the human fibroblast line HT1080, and the murine fibroblast line SC1 were cultured in Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) with stable glutamine (Biochrom, Berlin, Germany) supplemented with 10% fetal calf serum (FCS), 100 U/ml penicillin-100 g/ml streptomycin, and 1 mM sodium pyruvate (all from PAA Laboratories, Pasching, Austria). Alpharetroviral supernatants were produced after transient transfection of 293T cells as previously described for gammaretroviral and lentiviral vectors (5,30,32,33) using ecotropic, amphotropic, gibbon ape leukemia virus (GALV), GALV-TR (cytoplasmically modified), VSVg, or RD114-TR envelopes. Briefly, 5 ϫ 10 6 293T cells were seeded the day before transfection.…”

Section: Alpharetroviral Vectors and Plasmidsmentioning

confidence: 99%

Self-Inactivating Alpharetroviral Vectors with a Split-Packaging Design

Suerth

Maetzig

Galla

et al. 2010

J Virol

View full text Add to dashboard Cite

Accidental insertional activation of proto-oncogenes and potential vector mobilization pose serious challenges for human gene therapy using retroviral vectors. Comparative analyses of integration sites of different retroviral vectors have elucidated distinct target site preferences, highlighting vectors based on the alpharetrovirus Rous sarcoma virus (RSV) as those with the most neutral integration spectrum. To date, alpharetroviral vector systems are based mainly on single constructs containing viral coding sequences and intact long terminal repeats (LTR). Even though they are considered to be replication incompetent in mammalian cells, the transfer of intact viral genomes is unacceptable for clinical applications, due to the risk of vector mobilization and the potentially immunogenic expression of viral proteins, which we minimized by setting up a split-packaging system expressing the necessary viral proteins in trans. Moreover, intact LTRs containing transcriptional elements are capable of activating cellular genes. By removing most of these transcriptional elements, we were able to generate a self-inactivating (SIN) alpharetroviral vector, whose LTR transcriptional activity is strongly reduced and whose transgene expression can be driven by an internal promoter of choice. Codon optimization of the alpharetroviral Gag/Pol expression construct and further optimization steps allowed the production of high-titer self-inactivating vector particles in human cells. We demonstrate proof of principle for the versatility of alpharetroviral SIN vectors for the genetic modification of murine and human hematopoietic cells at a low multiplicity of infection.

show abstract

“…La séquence isolatrice présente aussi un deuxième intérêt qui est de protéger le promoteur interne d'une possible méthylation et donc de l'extinction de l'expression du transgène à long terme. Enfin, le remplacement de la séquence sauvage par une séquence PRE mutée plus sécurisée est préférable [24]. En conclusion, l'efficacité de la thérapie génique est bien démontrée dans ce modèle murin de PEC.…”

Section: Receveurs Pec Secondairesunclassified

Succès de la thérapie génique d’un modèle murin de porphyrie érythropoïétique congénitale

et al. 2008

View full text Add to dashboard Cite

Une maladie sévère traitée par allogreffe de moelle osseuseParmi les porphyries héréditaires, la porphyrie érythro-poïétique congénitale (PEC) ou maladie de Günther, est la plus sévère [1]. C'est une maladie génétique rare, de transmission autosomique récessive, caractérisée par un déficit en uroporphyrinogène III synthase (UROS), la quatrième enzyme de la biosynthèse de l'hème [1][2][3]. L'augmentation très importante de synthèse des porphyrines dans la moelle osseuse du fait du déficit enzymatique entraîne leur accumulation dans le sang et les tissus, expliquant la photosensibilité cutanée caractéristique chez les malades. Les patients pré-sentent une excrétion massive de porphyrines dans les urines (majoritairement l'uroporphyrine I) et les selles. L'anémie hémolytique est due à la fragilité globulaire produite par l'accumulation de porphyrines dans ces cellules. Le traitement symptomatique de la maladie est déce-vant : utilisation de crèmes antisolaires et réduction de l'exposition aux rayonnements UV, prise de β-carotène qui peut limiter la photosensibilité, prise d'hydroxyurée qui diminue l'érythropoïèse et donc l'hyperhémolyse, réduisant ainsi les besoins transfusionnels. La splé-nectomie a une efficacité très variable sur le processus hémolytique et son efficacité à long terme est très discutée. La sévérité de la maladie chez un grand nombre de patients (photosensibilité extrême avec évolution sclérodermiforme et mutilante du visage et des mains, anémie hémolytique nécessitant des transfusions répétées) conduit à proposer une greffe de moelle osseuse dans l'enfance, à condition de disposer d'un donneur HLA compatible. Treize cas de transplantation médullaire ont été publiés chez des enfants ou adolescents de 18 mois à 15 ans [3,[4][5][6][7], avec un succès thérapeutique majeur, mais un risque non négli-geable en terme de mortalité (deux décès par compli-> Les porphyries héréditaires représentent un ensemble de maladies métaboliques caractéri-sées par une synthèse, une accumulation et une excrétion accrues de porphyrines et/ou de leurs précurseurs, l'acide delta aminolévulinique et le porphobilinogène. Chacune de ces maladies a pu être reliée à un déficit spécifique d'une des enzymes de la biosynthèse de l'hème, et nous avons précédemment publié dans Médecine/Sciences les progrès effectués dans la connaissance des gènes, la pathologie moléculaire des porphyries ainsi que des modèles animaux indispensables pour des études physiopathologiques et thérapeuti-ques. Parmi les porphyries érythropoïétiques, la porphyrie érythropoïétique congénitale (PEC), ou maladie de Günther, la plus sévère des porphyries, est une maladie génétique caractérisée par un déficit en uroporphyrinogène III synthase (UROS). Elle est actuellement traitée par greffe de moelle osseuse allogénique dans les formes graves ; elle pourrait bénéficier dans le futur d'une thérapie génique ciblée sur les cellules souches/progéni-trices hématopoïétiques. Les résultats d'une thé-rapie génique efficace dans un nouveau modèle murin de cette porphyri...

show abstract

Woodchuck hepatitis virus post-transcriptional regulatory element deleted from X protein and promoter sequences enhances retroviral vector titer and expression

Cited by 127 publications

References 31 publications

Validation of a mutated PRE sequence allowing high and sustained transgene expression while abrogating WHV-X protein synthesis: application to the gene therapy of WAS

Validation of a mutated PRE sequence allowing high and sustained transgene expression while abrogating WHV-X protein synthesis: application to the gene therapy of WAS

Self-Inactivating Alpharetroviral Vectors with a Split-Packaging Design

Succès de la thérapie génique d’un modèle murin de porphyrie érythropoïétique congénitale

Contact Info

Product

Resources

About