Replication-defective adenoviral vectors are effective molecular tools for both gene therapy and gene vaccination. Using such vectors one can deliver and express target genes in different epithelial, liver, hematopoietic and immune system cells of animal and human origin. The success of gene therapy and gene vaccination depends on the production intensity of the target protein encoded by the transgene. In this work, we studied influence of Toll-like receptors (TLR) agonists on transduction and expression efficacy of adenoviral vectors in animal and human antigen-presenting cells. We found that agonists of TLR2, 4, 5, 7, 8 and 9 significantly enhance a production of the target protein in cells transduced with adenoviral vector having the target gene insert. The enhancement was observed in dendritic cells and macrophages expressing cytoplasmic (GFP), membrane (HA) or secretory (SEAP) proteins encoded by the respective rAd-vectors. Experiments in mice showed that enhancement of the transgene expression can be achieved in the organism of animals using a pharmaceutical-grade TLR4-agonist. In contrast to other TLR-agonists, the agonist of TLR3 substantially suppressed the expression of transgene in cells transduced with adenoviral vectors having insert of GFP or SEAP target genes. We propose that the enhancement of transgene expression is linked to the activation of MyD88→ NF-kB, while the inhibition of transgene expression depends on TRIF→ IRF signaling pathways. Both of these pathways jointly exploited by TLR4-agonists lead to the enhancement of transgene expression due to the dominant role of the MyD88→ NF-kB signaling.
Нереплицирующиеся рекомбинантные аденовирусные векторы (rAd) являются эффективным молекулярным инструментом для генной терапии и генной вакцинации. С помощью таких векторов нужные гены можно доставить и экспрессировать в клетках различных эпителиев, печени, в иммунных и кроветворных клетках животных и человека. Успех генной терапии и генной вакцинации зависит от интенсивности продукции целевого белка, кодируемого вектором. В представленной работе изучено влияние агонистов Toll-подобных рецепторов (TLR) на эффективность трансдукции и экспрессии rAd в антигенпредставляющих клетках животных и человека. Установлено, что агонисты TLR2, 4, 5, 7, 8 и 9 значительно усиливают продукцию белка в клетках, трансдуцированных rAd со вставкой гена этого белка. Эффект усиления реализуется в дендритных клетках и макрофагах, экспрессирующих цитоплазматический (GFP), мембранный (HA) или секреторный (SEAP) белки. На лабораторных мышах показано усиление экспрессии целевого белка с помощью фармацевтического агониста TLR4. В отличие от агонистов других TLR, агонист TLR3 подавляет продукцию GFP или SEAP в клетках, трансдуцированных rAd со вставкой гена этих белков. Предполагается, что усиление экспрессии целевого белка связано с активацией сигнального пути MyD88 → NF-kB, а подавление - с активацией сигнального пути TRIF → IRF. При активации обоих сигнальных путей агонистом TLR4 доминирует сигнал MyD88 → NF-kB, стимулирующий продукцию белка, кодируемого трансгеном в составе rAd.