Dla zastosowań terapeutycznych genów bardzo ważne jest unikanie cytotoksycznych i immunogennych skutków ubocznych spowodowanych ekspresją białek wirusowych, samego transgenu lub przez napływające białka wirusowe. Wektory adenowirusowe (AdV) są szeroko stosowane do wprowadzania obcego DNA do wielu różnych komórek w celu zbadania wpływu ekspresji transgenu 1,2. Najbardziej zaawansowana wersja AdV jest reprezentowana przez wektory adenowirusowe o dużej pojemności (HCAdV), pozbawione wszystkich sekwencji kodujących wirusa 3,4, a tym samym oferujące pojemność do 35 kb w połączeniu z niską immunogennością i niską toksycznością 5-8. Ze względu na dużą pojemność pakowania umożliwiają dostarczanie dużych lub wielu transgenów przy użyciu pojedynczej dawki wektora. W związku z tym stanowią one cenne narzędzie dla społeczności naukowej.
W przeciwieństwie do AdV pierwszej lub drugiej generacji, które nie mają wczesnych genów E1 i/lub E3, które można łatwo wytworzyć przy użyciu komercyjnych zestawów, budowa genomu wektora i produkcja wirusa HCAdV jest bardziej złożona. System budowy genomów HCAdV oparty jest na plazmidzie pAdFTC przenoszącym genom HCAdV pozbawiony wszelkich sekwencji kodujących wirusa oraz plazmidzie wahadłowym pHM5 9-12. Każdy gen zainteresowania o wielkości do 14 kilozasad (kb) może zostać sklonowany do wektora wahadłowego pHM5, w którym miejsce wielokrotnego klonowania jest otoczone miejscami rozpoznawania/rozszczepiania endonukleaz naprowadzających PI-SceI i I-CeuI. W związku z tym sklonowany gen będący przedmiotem zainteresowania może zostać uwolniony przez kolejne trawienia PI-SceI i I-CeuI w celu późniejszej ukierunkowanej insercji do tych samych miejsc restrykcyjnych obecnych w genomie HCAdV zawartym w plazmidzie pAdFTC. W pAdFTC miejsce insercji transgenu znajdujące się między miejscami podziału PI-SceI i I-CeuI jest otoczone przez DNA nadziewarki i niekodujące sekwencje adenowirusowe wymagane do pakowania genomu, takie jak odwrócone powtórzenia końcowe 5' i 3' (ITR) na obu końcach oraz sygnał pakowania za 5'ITR. Dodatkowy nadziewarz DNA zapewnia optymalny rozmiar końcowego genomu HCAdV w zakresie od 27 do 36 kb, aby zapewnić wydajne pakowanie podczas produkcji wirusa. Ponieważ pAdFTC jest dużym plazmidem o wielkości do 45 kb (w zależności od wielkości wstawionego transgenu), a użycie endonukleaz naprowadzających się z porównywalnie długimi miejscami rozpoznawania DNA wykazuje silne wiązanie DNA, podczas transferu transgenu z pHM5 do pAdFTC konieczne jest kilka etapów oczyszczania. Zaleca się ostrożne obchodzenie się z siłami ścinającymi.
ITR genomu HCAdV są otoczone przez miejsca rozpoznawania enzymów restrykcyjnych NotI, zlokalizowane bezpośrednio przed 5'ITR i poniżej 3'ITR 12. W związku z tym HCAdV może być uwalniany przez trawienie NotI w celu późniejszej transfekcji genomu wirusa do linii komórkowej producenta HCAdV. Należy zauważyć, że użycie enzymu restrykcyjnego NotI do uwalniania genomu wirusa z plazmidu pAdFTC oznacza, że wstawiony transgen jest pozbawiony miejsc rozpoznawania DNA NotI. Komórki produkcyjne oparte na komórkach HEK293 (116 komórek) stabilnie eksprymują rekombinazę Cre. W celu amplifikacji wirusa 116 komórek jest jednocześnie zakażonych wirusem pomocniczym (HV), dostarczając wszystkie geny AdV potrzebne do replikacji i pakowania w trans 3,4. HV to AdV pierwszej generacji z floksowanym sygnałem upakowania, który jest usuwany podczas amplifikacji wirusa przez rekombinazę Cre wyrażaną w 116 komórkach 4. Gwarantuje to, że genomy HCAdV zawierające nienaruszony sygnał opakowania są zamknięte.
Wstępne wzmacnianie HCAdV odbywa się poprzez przeprowadzanie szeregowych etapów pasażowania w 116 komórkach hodowanych na powierzchniach w naczyniach do hodowli tkankowych. Po każdym przejściu cząsteczki wirusa są uwalniane z zainfekowanych komórek, przeprowadzając trzy kolejne etapy zamrażania i rozmrażania. Z każdym pasażem coraz więcej komórek jest zakażanych 1/3 lizatu komórkowego z poprzedniego pasażu. Na koniec lizat z ostatniego etapu wstępnej amplifikacji jest używany do infekowania komórek produkcyjnych hodowanych w zawiesinie w kolbie przędzarkowej w celu amplifikacji na dużą skalę. Wiriony są oczyszczane z komórek zawiesiny przez ultrawirowanie w gradiencie gęstości chlorku cezu 4,12. Dzięki tej procedurze puste cząstki i w pełni zmontowane cząstki są rozdzielane na dwa odrębne pasma. W celu dalszego zagęszczenia cząstek HCAdV przeprowadza się drugi niestopniowy etap ultrawirowania. Następnie powstałe prążek zawierający HCAdV jest pobierany i dializowany w buforze fizjologicznym. Końcowe preparaty wektorowe są charakteryzowane pod względem liczby bezwzględnych cząstek wirusa, cząstek zakaźnych oraz poziomów zanieczyszczenia HV. Bezwzględne cząstki wirusa można określić przez lizę cząstek wirusa i pomiar absorbancji przy 260 nm lub przez wykonanie ilościowego PCR w czasie rzeczywistym (qPCR) 12. Zakaźność oczyszczonych cząstek wirusa można określić za pomocą qPCR mierzącego genomy HCAdV obecne w zakażonych komórkach 3 godziny po zakażeniu.