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Rekombinantes adenoassozoziiertes Virus (rAAV) stellt eine vielversprechende Plattform für systemische Gentherapie dar, wobei derzeit drei primäre Verabreichungswege erforscht werden: intravenöse Injektion1, intraperitoneale Injektion2 und orale Verabreichung3. Obwohl die Routen intravenöser und intraperitonealer Injektionen umfassend erforscht wurden, bleibt die orale Verabreichung, ein nicht-invasiver Ansatz, vergleichsweise wenig erforscht. Die Machbarkeit der oralen RAAV-Abgabe wurde erstmals von Xin et al.4 nachgewiesen, die eine erfolgreiche Transduktion der Darmschleimhaut und die Einleitung einer anti-HIV-Immunantwort nach oraler Verabreichung von rAAV2 berichteten. Ähnlich zeigten Hara et al.3,5, dass orale rAAV/Aβ gastrointestinale Schleimhaut transduzieren und die Ablagerung von Amyloiden im Gehirn reduzieren kann, während Steel et al.6 fanden, dass orale Impfungen eine überlegene Überlebens- und Anti-Tumor-Immunität im Vergleich zur intramuskulären Injektion zeigten. Die gleiche Studie berichtete, dass rAAV6 einen stärkeren intestinalen Tropismus als rAAV5 aufwies. Über die Impfstoffanwendungen hinaus wurde therapeutisches Potenzial auch in anderen Krankheitsmodellen erzielt. Ma et al.7 und Hao et al.8 bewiesen, dass orales rAAV nach gastrointestinaler Transduktion zu Tumorsuppression bzw. antifibrotischer Therapie in Leber und Magen führte. Huang et al.9 identifizierten den konstruierten Serotyp Rec2 als selektiv transduzierend braunes Fettgewebe nach oraler Verabreichung, im Gegensatz zum vorherrschenden Lebertropismus bei intravenöserVerabreichung 10. Trotz dieser bahnbrechenden Ergebnisse bleibt die Forschung zur oralen RAAV-Abgabe begrenzt, teilweise aufgrund fehlender in-vitro-Screening-Systeme für groß angelegte Evaluationen.
Das von Wilson und Wiseman 1954 entwickelte Modell des Darmsacks bleibt eine wertvolle In-vitro-Plattform zur Untersuchung der Wirkstoffabsorptionsmechanismen im Darm. Im Gegensatz zu anderen Absorptionssimulatoren berücksichtigt dieses System eindeutig mehrere physiologische Prozesse, die über die einfache passive Diffusion12 hinausgehen. Diese Eigenschaft macht es besonders vorteilhaft für die Untersuchung von TCM13. Mit diesem System ist dokumentiert, dass TCM-Verbindungen oft segmentabhängige Intestinal-Absorptionsmuster im gesamten Magen-Darm-Trakt aufweisen. So zeigte eine Studie, dass mehrere Alkaloide von Wuwei Qingzhuo San selektiv in verschiedenen Darmsegmenten absorbiert werden, wobei Jejunum und Ileum die aktivste Aufnahme14 aufweisen. Zusätzlich kann die gemeinsame Verabreichung von TCM-Bestandteilen die Aufnahme im Darm modulieren. Liao et al.15 berichteten, dass die gemeinsame Verabreichung mit Radix Angelicae dahuricae-Extrakt die intestinale Absorption von Puerarin signifikant verbesserte, was den Einfluss von TCM-Interaktionen auf die segmentale Aufnahme hervorhebt. Daher dient das Modell des Everted-Darmsacks als ideales Werkzeug, um die komplexen Absorptionsverhalten und synergistischen Interaktionen in TCM-Formulierungen und anderen Arzneimitteln zu erläutern.
Die Auswahl eines geeigneten Modells für die rAAV-Absorptionsforschung erfordert ein differenziertes Verständnis der Abwägungen zwischen physiologischer Genauigkeit, technischer Komplexität und Durchsatz. Die folgende Tabelle fasst die primären experimentellen Modelle zusammen, die zur Untersuchung der intestinalen Absorption verwendet werden.
Diese Studie liefert einen Beweis dafür, dass das Modell des Everted Darmsacks zur Untersuchung der intestinalen Absorption rekombinanter adenoassoziierter Virusvektoren (rAAV) verwendet werden kann. Sie liefert wertvolle Einblicke darin, wie die gemeinsame Verabreichung von TCM die intestinale Absorption von rAAV-Vektoren beeinflusst, und unterstreicht die Notwendigkeit einer weiteren Charakterisierung ihrer mechanistischen Interaktionen unter physiologisch relevanten Bedingungen. Die Optimierung von TCM-verbesserten oralen Verabreichungsstrategien durch diesen Ansatz kann die Entwicklung nicht-invasiver rAAV-Therapeutika erleichtern und somit die Patientencompliance und die Behandlungszugänglichkeit verbessern.
Forscher sollten das Modell des entfernten Darmsacks anhand folgender Kriterien bewerten, um sicherzustellen, dass es mit ihren experimentellen Zielen übereinstimmt. Geeignete Anwendungen umfassen ein schnelles Screening von Serotypen, die Bewertung von Adjuvanzen/Enhancern sowie regionale Kinetik, während ungeeignete Anwendungen und Einschränkungen Langzeit-Expressionsstudien (>48 H) und systemische Pharmakologie umfassen.