<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">biopreparat</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Biological Products. Prevention, Diagnosis, Treatment</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2221-996X</issn><issn pub-type="epub">2619-1156</issn><publisher><publisher-name>Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.30895/2221-996X-2024-24-2-215-228</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">biopreparat-582</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ТЕМА НОМЕРА: ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫЕ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ПРЕПАРАТЫ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>ISSUE TOPIC: ADVANCED THERAPY MEDICINAL PRODUCTS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Оценка тропизма и биораспределения синтетических и природных аденоассоциированных вирусных векторов in vivo методом секвенирования нового поколения</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>In vivo evaluation of tropism and biodistribution of synthetic and natural adeno-associated viral vectors by next-generation sequencing</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-2937-6082</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Максимов</surname><given-names>Д. О.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Maksimov</surname><given-names>D. O.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Максимов Денис Олегович</p><p>Институтский переулок, д. 9, Долгопрудный, Московская область, 141700</p><p>Ленинские горы, д. 1, стр. 3, Москва, 119991</p><p>Балтийская, д. 8, Москва, 125315</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Denis O. Maksimov</p><p>Institutsky Ln., Dolgoprudny, Moscow region 141700</p><p>1/3 Leninskie Gory, Moscow 119991</p><p>8 Baltiyskaya St., Moscow 125315, Russian Federation</p></bio><email xlink:type="simple">maksimov.do@mipt.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-1242-2046</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Наумова</surname><given-names>Д. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Naumova</surname><given-names>D. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Наумова Дарья Алексеевна</p><p>Институтский переулок, д. 9, Долгопрудный, Московская область, 141700</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Daria A. Naumova</p><p>Institutsky Ln., Dolgoprudny, Moscow region 141700</p></bio><email xlink:type="simple">naumova.da@mipt.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-4737-5892</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Астахова</surname><given-names>Е. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Astakhova</surname><given-names>E. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Астахова Екатерина Андреевна</p><p>Институтский переулок, д. 9, Долгопрудный, Московская область, 141700</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Ekaterina A. Astakhova</p><p>Institutsky Ln., Dolgoprudny, Moscow region 141700</p></bio><email xlink:type="simple">ast_kat@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0001-1774-6656</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Артемьев</surname><given-names>В. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Artemev</surname><given-names>V. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Артемьев Валентин Владимирович</p><p>Институтский переулок, д. 9, Долгопрудный, Московская область, 141700</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Valentin V. Artemev</p><p>Institutsky Ln., Dolgoprudny, Moscow region 141700</p></bio><email xlink:type="simple">artemev.vv@mipt.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-5662-3651</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Бирюков</surname><given-names>С. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Biryukov</surname><given-names>S. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Бирюков Станислав Анатольевич, д-р физ.-мат. наук</p><p>Институтский переулок, д. 9, Долгопрудный, Московская область, 141700</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Stanislav A. Biryukov, Dr. Sci. (Phys. and Math.)</p><p>Institutsky Ln., Dolgoprudny, Moscow region 141700</p></bio><email xlink:type="simple">biryukov.sa@mipt.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-6954-1564</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Абрамов</surname><given-names>И. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Abramov</surname><given-names>I. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Абрамов Иван Сергеевич</p><p>Институтский переулок, д. 9, Долгопрудный, Московская область, 141700</p><p>Ленинские горы, д. 1, стр. 3, Москва, 119991</p><p>ул. Балтийская, д. 8, Москва, 125315</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Ivan S. Abramov</p><p>Institutsky Ln., Dolgoprudny, Moscow region 141700</p><p>1 Novogireevskaya St., Moscow 111123</p><p>8 Baltiyskaya St., Moscow 125315</p></bio><email xlink:type="simple">abramov.is@mipt.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-3"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-0224-1396</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Навойкова</surname><given-names>А. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Navoikova</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Навойкова Анна Александровна</p><p>Институтский переулок, д. 9, Долгопрудный, Московская область, 141700</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Anna A. Navoikova</p><p>9 Institutsky Ln., Dolgoprudny, Moscow region 141700</p></bio><email xlink:type="simple">navoikova.aa@mipt.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0000-2379-0218</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Рудев</surname><given-names>Н. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Rudev</surname><given-names>N. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Рудев Николай Валерьевич</p><p>Институтский переулок, д. 9, Долгопрудный, Московская область, 141700</p><p>ул. Балтийская, д. 8, Москва, 125315</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Nikolai V. Rudev</p><p>9 Institutsky Ln., Dolgoprudny, Moscow region 141700</p><p>8 Baltiyskaya St., Moscow 125315</p></bio><email xlink:type="simple">rudev.nv@mipt.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-4"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-7608-439X</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Феоктистова</surname><given-names>С. Г.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Feoktistova</surname><given-names>S. G.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Феоктистова Софья Гумаровна</p><p>Институтский переулок, д. 9, Долгопрудный, Московская область, 141700</p><p>ул. Балтийская, д. 8, Москва, 125315</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Sofia G. Feoktistova</p><p>9 Institutsky Ln., Dolgoprudny, Moscow region 141700</p><p>8 Baltiyskaya St., Moscow 125315</p></bio><email xlink:type="simple">feoktistova.sg@mipt.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-4"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-7199-1866</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Глазова</surname><given-names>О. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Glazova</surname><given-names>O. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Глазова Ольга Владимировна</p><p>Институтский переулок, д. 9, Долгопрудный, Московская область, 141700</p><p>ул. Балтийская, д. 8, Москва, 125315</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Olga V. Glazova</p><p>9 Institutsky Ln., Dolgoprudny, Moscow region 141700</p><p>8 Baltiyskaya St., Moscow 125315</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-4"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-9252-1601</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Митяева</surname><given-names>О. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Mityaeva</surname><given-names>O. N.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Митяева Ольга Николаевна, канд. биол. наук</p><p>Институтский переулок, д. 9, Долгопрудный, Московская область, 141700</p><p>Ленинские горы, д. 1, стр. 3, Москва, 119991</p><p>ул. Балтийская, д. 8, Москва, 125315</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Olga N. Mityaeva, Cand. Sci. (Biol.)</p><p>Institutsky Ln., Dolgoprudny, Moscow region 141700</p><p>1/3 Leninskie Gory, Moscow 119991</p><p>8 Baltiyskaya St., Moscow 125315, Russian Federation</p></bio><email xlink:type="simple">mitiaeva.on@mipt.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-5"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-9794-6297</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Волчков</surname><given-names>П. Ю.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Volchkov</surname><given-names>P. Yu.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Волчков Павел Юрьевич, канд. биол. наук</p><p>Институтский переулок, д. 9, Долгопрудный, Московская область, 141700</p><p>Ленинские горы, д. 1, стр. 3, Москва, 119991</p><p>ул. Новогиреевская, д. 1, Москва, 111123</p><p>ул. Балтийская, д. 8, Москва, 125315</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Pavel Yu. Volchkov, Cand. Sci. (Biol.)</p><p>Institutsky Ln., Dolgoprudny, Moscow region 141700</p><p>1/3 Leninskie Gory, Moscow 119991</p><p>1 Novogireevskaya St., Moscow 111123</p><p>8 Baltiyskaya St., Moscow 125315, Russian Federation</p></bio><email xlink:type="simple">volchkov.piu@mipt.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-6"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)»;&#13;
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»; &#13;
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр оригинальных и перспективных биомедицинских и фармацевтических технологий»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Moscow Institute of Physics and Technology;&#13;
Lomonosov Moscow State University;&#13;
Federal Research Center for Innovator and Emerging Biomedical and Pharmaceutical Technologies</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Moscow Institute of Physics and Technology</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-3"><aff xml:lang="ru"><institution>Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)»;&#13;
Государственное бюджетное учреждение здравоохранения г. Москвы «Московский клинический научно-практический центр имени А.С. Логинова Департамента здравоохранения г. Москвы»; &#13;
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр оригинальных и перспективных биомедицинских и фармацевтических технологий»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Moscow Institute of Physics and Technology;&#13;
A.S. Loginov Moscow Clinical Research Center;&#13;
Federal Research Center for Innovator and Emerging Biomedical and Pharmaceutical Technologies</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-4"><aff xml:lang="ru"><institution>Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)»;&#13;
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр оригинальных и перспективных биомедицинских и фармацевтических технологий»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Moscow Institute of Physics and Technology;&#13;
Federal Research Center for Innovator and Emerging Biomedical and Pharmaceutical Technologies</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-5"><aff xml:lang="ru"><institution>Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)»;&#13;
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»;&#13;
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр оригинальных и перспективных биомедицинских и фармацевтических технологий»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Moscow Institute of Physics and Technology;&#13;
Lomonosov Moscow State University;&#13;
Federal Research Center for Innovator and Emerging Biomedical and Pharmaceutical Technologies</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-6"><aff xml:lang="ru"><institution>Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)»;&#13;
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»; &#13;
Государственное бюджетное учреждение здравоохранения г. Москвы «Московский клинический научно-практический центр имени А.С. Логинова Департамента здравоохранения г. Москвы»;&#13;
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр оригинальных и перспективных биомедицинских и фармацевтических технологий»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Moscow Institute of Physics and Technology;&#13;
Lomonosov Moscow State University;&#13;
A.S. Loginov Moscow Clinical Research Center;&#13;
Federal Research Center for Innovator and Emerging Biomedical and Pharmaceutical Technologies</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>14</day><month>06</month><year>2024</year></pub-date><volume>24</volume><issue>2</issue><issue-title>Высокотехнологичные лекарственные препараты</issue-title><fpage>215</fpage><lpage>228</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Максимов Д.О., Наумова Д.А., Астахова Е.А., Артемьев В.В., Бирюков С.А., Абрамов И.С., Навойкова А.А., Рудев Н.В., Феоктистова С.Г., Глазова О.В., Митяева О.Н., Волчков П.Ю., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Максимов Д.О., Наумова Д.А., Астахова Е.А., Артемьев В.В., Бирюков С.А., Абрамов И.С., Навойкова А.А., Рудев Н.В., Феоктистова С.Г., Глазова О.В., Митяева О.Н., Волчков П.Ю.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Maksimov D.O., Naumova D.A., Astakhova E.A., Artemev V.V., Biryukov S.A., Abramov I.S., Navoikova A.A., Rudev N.V., Feoktistova S.G., Glazova O.V., Mityaeva O.N., Volchkov P.Y.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.biopreparations.ru/jour/article/view/582">https://www.biopreparations.ru/jour/article/view/582</self-uri><abstract><p>ВВЕДЕНИЕ. Создание синтетических векторов на основе аденоассоциированных вирусов (ААВ) при разработке препаратов для генной терапии является трудоемким и дорогостоящим процессом. Для ускорения и снижения стоимости разработки генотерапевтических препаратов оптимальным представляется совершенствование методов оценки биораспределения и эффективности трансдукции in vivo ААВ векторов.ЦЕЛЬ. Разработка методики биоинформатической оценки библиотек синтетических векторов на основе ААВ для анализа биораспределения и эффективности трансдукции ААВ in vivo.МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Конструировали синтетические ААВ векторы путем добавления специальной метки (баркода), специфичной для каждого исследуемого серотипа ААВ — 12-нуклеотидной последовательности, фланкированной с 5'-конца кодирующей последовательностью репортерного белка (зеленый флуоресцентный белок). Плазмиды с уникальными баркодами нарабатывали в компетентных клетках Escherichia coli XL10-Gold и использовали для сборки ААВ-библиотек: ААВ-библиотека L1 — с количеством вирусных геномов (вг) 10¹⁰; библиотека L2 с количеством вг — 10¹¹. Для продукции ААВ проводили трансфекцию клеток НЕК293Т. Векторы в виде двух ААВ-библиотек вводили внутривенно мышам линии С57В1/6N. Из органов и тканей животных выделяли ДНК и РНК для последующего анализа методом секвенирования нового поколения. Анализировали количество ДНК- и РНК-баркодов в органах мышей для оценки биораспределения и эффективности трансдукции ААВ. Баркоды идентифицировали с помощью выравнивания на ожидаемые последовательности, затем подсчитывали их количество и нормировали на количество в исходной библиотеке.РЕЗУЛЬТАТЫ. Созданы 7 вирусных конструкций на основе ААВ различных серотипов, 6 из которых — синтетические (sААВ1, sААВ2, sААВ3, sААВ4, sААВ5, sААВ6), в составе двух ААВ-библиотек. При проведении секвенирования образцов из органов мышей обнаружено значимое количество ДНК-баркодов обеих ААВ-библиотек в образцах всех органов, за исключением мозга. Для библиотеки L1 детектированы РНК-баркоды на достаточном уровне в четырех органах: скелетная мускулатура, сердце, печень и надпочечники; для библиотеки L2 — дополнительно к перечисленным органам в гонадах и почках. При анализе эффективности трансдукции (по уровню РНК-баркодов с поправкой на ДНК-баркоды) показано, что наиболее перспективными вариантами для генной терапии заболеваний печени является sAAВ5, а для заболеваний надпочечников — sAAВ2 и sAAВ6.ВЫВОДЫ. Разработанная методика биоинформатической оценки библиотек синтетических векторов на основе ААВ позволяет проводить анализ биораспределения и эффективности трансдукции ААВ векторов в организме. Предложенный подход является перспективным для подбора оптимальных ААВ векторов для конкретных органов и тканей при разработке генотерапевтических препаратов.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>INTRODUCTION. The creation of synthetic adeno-associated virus (AAV) vectors during gene therapy development is a labour-intensive and expensive process. The optimal solution to minimise the time and costs associated with gene therapy development lies in the improvement of methods aimed at assessing AAV vector biodistribution and transduction efficiency in vivo.AIM. This study aimed to develop a new bioinformatics-based assessment method for synthetic AAV vector libraries to analyse AAV vector biodistribution and transduction efficiency in vivo.MATERIALS AND METHODS. The production of synthetic AAV vectors involved assigning AAV serotype-specific barcodes (12-nucleotide tags flanked at the 5' end with a sequence encoding the green fluorescent reporter protein). Plasmids carrying unique barcodes were propagated in competent Escherichia coli XL10-Gold cells and used to create two AAV libraries: L1 with a viral genome count of 1010 and L2 with a viral genome count of 1011. AAV production involved HEK293T cell transfection. L1 and L2 library vectors were administered to C57Bl/6N mice by intravenous injection. DNA and RNA were isolated from transduced organs for analysis by next-generation sequencing. The obtained data on DNA and RNA barcode quantities in different murine organs were analysed to assess the biodistribution and transduction efficiency of synthetic AAVs. Barcodes were identified by aligning them to the expected sequences and counted. The resulting values were normalised to the quantity of barcodes in the original library.RESULTS. Seven viral constructs based on different AAV serotypes were created as part of two AAV libraries. Six of the AAV serotypes were synthetic (sAAV1, sAAV2, sAAV3, sAAV4, sAAV5, and sAAV6). Sequencing of murine organ samples revealed significant quantities of DNA barcodes from both AAV libraries in all organs except the brain. For the L1 library, RNA barcodes were detected at a sufficient level in 4 organs, including the skeletal muscles, the heart, the liver, and the adrenal glands. For the L2 library, in addition to the listed organs, sufficient RNA-barcode levels were observed in the gonads and the kidneys. According to transduction efficiency analysis based on RNA barcode levels adjusted for DNA barcodes, sAAV5 was considered the most promising variant for gene therapy of liver-related diseases, whereas sAAV2 and sAAV6 were recognised as holding the most promise for adrenal diseases.CONCLUSIONS. The developed bioinformatics-based assessment method for synthetic AAV vector libraries can analyse AAV vector biodistribution and transduction efficiency in the body. The presented approach has the potential for selecting optimal AAV vectors for specific organs and tissues in further gene therapy development.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>аденоассоциированный вирус</kwd><kwd>ААВ</kwd><kwd>синтетический вектор</kwd><kwd>библиотека синтетических векторов</kwd><kwd>ААВ-библиотека</kwd><kwd>баркодирование</kwd><kwd>ДНК-баркод</kwd><kwd>РНК-баркод</kwd><kwd>серотипы ААВ</kwd><kwd>секвенирование нового поколения</kwd><kwd>биоинформатический анализ</kwd><kwd>биораспределение</kwd><kwd>эффективность трансдукции in vivo</kwd><kwd>тропизм</kwd><kwd>генная терапия</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>adeno-associated virus</kwd><kwd>AAV</kwd><kwd>synthetic vector</kwd><kwd>synthetic vector library</kwd><kwd>AAV library</kwd><kwd>barcoding</kwd><kwd>DNA barcode</kwd><kwd>RNA barcode</kwd><kwd>AAV serotypes</kwd><kwd>next-generation sequencing</kwd><kwd>NGS</kwd><kwd>bioinformatics analysis</kwd><kwd>biodistribution</kwd><kwd>transduction efficiency in vivo</kwd><kwd>tropism</kwd><kwd>gene therapy</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант № 23-64-00002).</funding-statement><funding-statement xml:lang="en">The study was supported by the Russian Science Foundation (Grant No. 23-64-00002).</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Wang D, Tai PWL, Gao G. Adeno-associated virus vector as a platform for gene therapy delivery. Nat Rev Drug Discov. 2019;18(5):358–78. https://doi.org/10.1038/s41573-019-0012-9</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Wang D, Tai PWL, Gao G. Adeno-associated virus vector as a platform for gene therapy delivery. Nat Rev Drug Discov. 2019;18(5):358–78. https://doi.org/10.1038/s41573-019-0012-9</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Srivastava A. In vivo tissue-tropism of adeno-associated viral vectors. Curr Opin Virol. 2016;21:75–80. https://doi.org/10.1016/j.coviro.2016.08.003</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Srivastava A. In vivo tissue-tropism of adeno-associated viral vectors. Curr Opin Virol. 2016;21:75–80. https://doi.org/10.1016/j.coviro.2016.08.003</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Pañeda A, Vanrell L, Mauleon I, Crettaz JS, Berraondo P, Timmermans EJ, et al. Effect of adeno-associated virus serotype and genomic structure on liver transduction and biodistribution in mice of both genders. Hum Gene Ther. 2009;20(8):908–17. https://doi.org/10.1089/hum.2009.031</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pañeda A, Vanrell L, Mauleon I, Crettaz JS, Berraondo P, Timmermans EJ, et al. Effect of adeno-associated virus serotype and genomic structure on liver transduction and biodistribution in mice of both genders. Hum Gene Ther. 2009;20(8):908–17. https://doi.org/10.1089/hum.2009.031</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Hauck B, Xiao W. Characterization of tissue tropism determinants of adeno-associated virus type 1. J Virol. 2003;77(4):2768–74. https://doi.org/10.1128/jvi.77.4.2768-2774.2003</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Hauck B, Xiao W. Characterization of tissue tropism determinants of adeno-associated virus type 1. J Virol. 2003;77(4):2768–74. https://doi.org/10.1128/jvi.77.4.2768-2774.2003</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Han J, Zhu L, Zhang J, Guo L, Sun X, Huang C, et al. Rational engineering of adeno-associated virus capsid enhances human hepatocyte tropism and reduces immunogenicity. Cell Prolif. 2022;55(12):e13339. https://doi.org/10.1111/cpr.13339</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Han J, Zhu L, Zhang J, Guo L, Sun X, Huang C, et al. Rational engineering of adeno-associated virus capsid enhances human hepatocyte tropism and reduces immunogenicity. Cell Prolif. 2022;55(12):e13339. https://doi.org/10.1111/cpr.13339</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Li C, Samulski RJ. Engineering adeno-associated virus vectors for gene therapy. Nat Rev Genet. 2020;21(4):255–72. https://doi.org/10.1038/s41576-019-0205-4</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Li C, Samulski RJ. Engineering adeno-associated virus vectors for gene therapy. Nat Rev Genet. 2020;21(4):255–72. https://doi.org/10.1038/s41576-019-0205-4</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Rode L, Bär C, Groß S, Rossi A, Meumann N, Viereck J, et al. AAV capsid engineering identified two novel variants with improved in vivo tropism for cardiomyocytes. Mol Ther. 2022;30(12):3601–18. https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2022.07.003</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rode L, Bär C, Groß S, Rossi A, Meumann N, Viereck J, et al. AAV capsid engineering identified two novel variants with improved in vivo tropism for cardiomyocytes. Mol Ther. 2022;30(12):3601–18. https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2022.07.003</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ghauri MS, Ou L. AAV engineering for improving tropism to the central nervous system. Biology (Basel). 2023;12(2):186. https://doi.org/10.3390/biology12020186</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ghauri MS, Ou L. AAV engineering for improving tropism to the central nervous system. Biology (Basel). 2023;12(2):186. https://doi.org/10.3390/biology12020186</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Drouyer M, Chu TH, Labit E, Haase F, Navarro RG, Nazareth D, et al. Novel AAV variants with improved tropism for human Schwann cells. Mol Ther Methods Clin Dev. 2024;32(2):101234. https://doi.org/10.1016/j.omtm.2024.101234</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Drouyer M, Chu TH, Labit E, Haase F, Navarro RG, Nazareth D, et al. Novel AAV variants with improved tropism for human Schwann cells. Mol Ther Methods Clin Dev. 2024;32(2):101234. https://doi.org/10.1016/j.omtm.2024.101234</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Gigout L, Rebollo P, Clement N, Warrington KH, Muzyczka N, Linden RM, et al. Altering AAV tropism with mosaic viral capsids. Mol Ther. 2005;11(6):856–65. https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2005.03.005</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gigout L, Rebollo P, Clement N, Warrington KH, Muzyczka N, Linden RM, et al. Altering AAV tropism with mosaic viral capsids. Mol Ther. 2005;11(6):856–65. https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2005.03.005</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Wu Z, Asokan A, Grieger JC, Govindasamy L, AgbandjeMcKenna M, Samulski RJ. Single amino acid changes can influence titer, heparin binding, and tissue tropism in different adeno-associated virus serotypes. J Virol. 2006;80(22):11393–7. https://doi.org/10.1128/jvi.01288-06</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Wu Z, Asokan A, Grieger JC, Govindasamy L, AgbandjeMcKenna M, Samulski RJ. Single amino acid changes can influence titer, heparin binding, and tissue tropism in different adeno-associated virus serotypes. J Virol. 2006;80(22):11393–7. https://doi.org/10.1128/jvi.01288-06</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Asokan A, Conway JC, Phillips JL, Li C, Hegge J, Sinnott R, et al. Reengineering a receptor footprint of adeno-associated virus enables selective and systemic gene transfer to muscle. Nat Biotechnol. 2010;28(1):79–82. https://doi.org/10.1038/nbt.1599</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Asokan A, Conway JC, Phillips JL, Li C, Hegge J, Sinnott R, et al. Reengineering a receptor footprint of adeno-associated virus enables selective and systemic gene transfer to muscle. Nat Biotechnol. 2010;28(1):79–82. https://doi.org/10.1038/nbt.1599</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Gao GP, Alvira MR, Wang L, Calcedo R, Johnston J, Wilson JM. Novel adeno-associated viruses from rhesus monkeys as vectors for human gene therapy. Proc Natl Acad Sci USA. 2002;99(18):11854–9. https://doi.org/10.1073/pnas.182412299</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gao GP, Alvira MR, Wang L, Calcedo R, Johnston J, Wilson JM. Novel adeno-associated viruses from rhesus monkeys as vectors for human gene therapy. Proc Natl Acad Sci USA. 2002;99(18):11854–9. https://doi.org/10.1073/pnas.182412299</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Gao G, Vandenberghe LH, Alvira MR, Lu Y, Calcedo R, Zhou X, et al. Clades of adeno-associated viruses are widely disseminated in human tissues. J Virol. 2004;78(12):6381–8. https://doi.org/10.1128/jvi.78.12.6381-6388.2004</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gao G, Vandenberghe LH, Alvira MR, Lu Y, Calcedo R, Zhou X, et al. Clades of adeno-associated viruses are widely disseminated in human tissues. J Virol. 2004;78(12):6381–8. https://doi.org/10.1128/jvi.78.12.6381-6388.2004</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Zinn E, Pacouret S, Khaychuk V, Turunen HT, Carvalho LS, Andres-Mateos E, et al. In silico reconstruction of the viral evolutionary lineage yields a potent gene therapy vector. Cell Rep. 2015;12(6):1056–8. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2015.07.019</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zinn E, Pacouret S, Khaychuk V, Turunen HT, Carvalho LS, Andres-Mateos E, et al. In silico reconstruction of the viral evolutionary lineage yields a potent gene therapy vector. Cell Rep. 2015;12(6):1056–8. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2015.07.019</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Szumska J, Grimm D. Boosters for adeno-associated virus (AAV) vector (r)evolution. Cytotherapy. 2023;25(3):254–60. https://doi.org/10.1016/j.jcyt.2022.07.005</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Szumska J, Grimm D. Boosters for adeno-associated virus (AAV) vector (r)evolution. Cytotherapy. 2023;25(3):254–60. https://doi.org/10.1016/j.jcyt.2022.07.005</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Adachi K, Enoki T, Kawano Y, Veraz M, Nakai H. Drawing a high-resolution functional map of adeno-associated virus capsid by massively parallel sequencing. Nat Commun. 2014;5:3075. https://doi.org/10.1038/ncomms4075</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Adachi K, Enoki T, Kawano Y, Veraz M, Nakai H. Drawing a high-resolution functional map of adeno-associated virus capsid by massively parallel sequencing. Nat Commun. 2014;5:3075. https://doi.org/10.1038/ncomms4075</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Marsic D, Govindasamy L, Currlin S, Markusic DM, Tseng YS, Herzog RW, et al. Vector design Tour de Force: integrating combinatorial and rational approaches to derive novel adeno-associated virus variants. Mol Ther. 2014;22(11):1900–9. https://doi.org/10.1038/mt.2014.139</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Marsic D, Govindasamy L, Currlin S, Markusic DM, Tseng YS, Herzog RW, et al. Vector design Tour de Force: integrating combinatorial and rational approaches to derive novel adeno-associated virus variants. Mol Ther. 2014;22(11):1900–9. https://doi.org/10.1038/mt.2014.139</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Weinmann J, Weis S, Sippel J, Tulalamba W, Remes A, El Andari J, et al. Identification of a myotropic AAV by massively parallel in vivo evaluation of barcoded capsid variants. Nat Commun. 2020;11(1):5432. https://doi.org/10.1038/s41467-020-19230-w</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Weinmann J, Weis S, Sippel J, Tulalamba W, Remes A, El Andari J, et al. Identification of a myotropic AAV by massively parallel in vivo evaluation of barcoded capsid variants. Nat Commun. 2020;11(1):5432. https://doi.org/10.1038/s41467-020-19230-w</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Grimm D, Lee JS, Wang L, Desai T, Akache B, Storm TA, et al. In vitro and in vivo gene therapy vector evolution via multispecies interbreeding and retargeting of adeno-associated viruses. J Virol. 2008;82(12):5887–911. https://doi.org/10.1128/jvi.00254-08</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Grimm D, Lee JS, Wang L, Desai T, Akache B, Storm TA, et al. In vitro and in vivo gene therapy vector evolution via multispecies interbreeding and retargeting of adeno-associated viruses. J Virol. 2008;82(12):5887–911. https://doi.org/10.1128/jvi.00254-08</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit21"><label>21</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Li H. Minimap2: Pairwise alignment for nucleotide sequences. Bioinformatics. 2018;34(18):3094–3100. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bty191</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Li H. Minimap2: Pairwise alignment for nucleotide sequences. Bioinformatics. 2018;34(18):3094–3100. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bty191</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit22"><label>22</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Cock PJA, Antao T, Chang JT, Chapman BA, Cox CJ, Dalke A, et al. Biopython: Freely available Python tools for computational molecular biology and bioinformatics. Bioinformatics. 2009;25(11):1422–3. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btp163</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Cock PJA, Antao T, Chang JT, Chapman BA, Cox CJ, Dalke A, et al. Biopython: Freely available Python tools for computational molecular biology and bioinformatics. Bioinformatics. 2009;25(11):1422–3. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btp163</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
