Νέο είδος γενετικής επεξεργασίας και ενίσχυσης αποτελεσματικό για τη θεραπεία της AATD, του ήπατος καθώς και των πνευμονικών παθήσεων

επεξεργασία γονιδίων

Πρόγραμμα νέων αποτελεσμάτων της ερευνητικής μελέτης είναι ότι ένα ολοκαίνουργιο είδος επεξεργασίας και βελτίωσης της γενετικής είναι αποτελεσματικό στην αντιμετώπιση μιας ανωμαλίας στα κύτταρα των πελατών με τη μονογονιδιακή ανεπάρκεια της αντιθρυψίνης Alpha-1 (AATD), μια συνηθισμένη επίκτητη ασθένεια που επηρεάζει το ήπαρ καθώς και οι πνεύμονες. Αυτή η ολοκαίνουργια τεχνική, που ονομάζεται βασική επεξεργασία και βελτίωση, διαφέρει από διάφορα άλλα είδη επεξεργασίας και βελτίωσης που αποτελούνται από CRISPR, καθώς οι βασικοί συντάκτες δεν δημιουργούν ρήγμα στο DNA, το οποίο βοηθά στη διακοπή διπλών τριχών, πιθανών εκτός στόχου επεξεργασία και βελτίωση, καθώς και ανεπιθύμητες ανωμαλίες σε όλη την υπηρεσία επισκευής κυττάρων.

Με επικεφαλής τον Andrew Wilson, MD, καθώς και τον Rhiannon Werder, Ph. D. του Κέντρου Αναγεννητικής Ιατρικής (CReM) στο Ιατρικό Κέντρο της Βοστώνης, καθώς και το Πανεπιστήμιο της Βοστώνης, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν τα ηπατικά κύτταρα που προέρχονται από τον ασθενή που ονομάζονται «iHeps», μοιάζουν με τη βιολογία των ηπατοκυττάρων του ήπατος, τους κύριους κατασκευαστές της πρωτεΐνης άλφα-1 της αντιτρυψίνης στο σώμα που κάνουν επίσης ζωτικής σημασίας μεταβολικά, ενδοκρινικά καθώς και εκκριτικά χαρακτηριστικά. Η επεξεργασία βάσης και η βελτίωση της σύγχρονης τεχνολογίας αντιμετώπισε την ανωμαλία Ζ που είναι υπεύθυνη για το AATD, καθώς και μείωσε τα αποτελέσματα της ασθένειας στα ηπατοκύτταρα, δείχνοντας αποτελεσματική επεξεργασία βάσης και ενίσχυση στα ανθρώπινα κύτταρα. Αυτά τα αποτελέσματα, κυκλοφόρησαν στις Μοριακή Θεραπεία, μπορεί να βοηθήσει στην καθοδήγηση για μελλοντικές δοκιμές σε ανθρώπους

"Αυτή η μελέτη δείχνει την επιτυχή εφαρμογή της βασικής τεχνολογίας επεξεργασίας για τη διόρθωση της μετάλλαξης που είναι υπεύθυνη για την AATD σε κύτταρα του ήπατος που προέρχονται από ασθενείς με αυτήν την ασθένεια", ισχυρίζεται ο Wilson, πνευμονολόγος στο Ιατρικό Κέντρο της Βοστώνης, καθώς και αναπληρωτής καθηγητής φαρμακευτικής αγωγής στο Boston University School της Ιατρικής, που λειτούργησε ως ισοδύναμος συγγραφέας της έρευνας. «Ελπίζω ότι αυτά τα αποτελέσματα θα δημιουργήσουν ένα δρόμο για τη χρήση αυτής της τεχνολογίας για να βοηθήσουν τους ασθενείς με AATD και άλλες μονογενείς ασθένειες.»

Οι βασικοί συντάκτες που παράγονται από την Beam Therapeutics σχετίζονται με προκαλούμενα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα (κύτταρα iPS) από άτομα με AATD και μετά από αυτό για άλλη μια φορά σε ηπατοκύτταρα που προέρχονταν από κύτταρα iPS. Αυτό έγινε για να εξεταστεί η βελτίωση της ανωμαλίας «Ζ» της γενετικής που είναι υπεύθυνη για την AATD στα ανθρώπινα κύτταρα.

Η ανωμαλία Z στη γενετική SERPINA1 είναι υπεύθυνη για τη δημιουργία επίμονων, σύγχρονων πνευμόνων καθώς και ηπατικής νόσου στο AATD. Σε άτομα με AATD, οι μεταλλαγμένες AAT υγιείς πρωτεΐνες ξετυλίγονται καθώς δημιουργούν συσσωρεύσεις υγιών πρωτεϊνών που συσσωρεύονται στο εσωτερικό των ηπατοκυττάρων καθώς και δημιουργούν βλάβες.

Για αυτήν την έρευνα, οι επιστήμονες ξεκίνησαν με μεταλλαγμένα (ZZ) iPSCs που παράγονται από έναν πελάτη με AATD. Μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας επεξεργασίας και ενίσχυσης της βάσης, το DNA από τα τροποποιημένα κύτταρα υποβλήθηκε σε αλληλουχία για να προσδιοριστεί εάν η γενετική του SERPINA1 είχε πράγματι διορθωθεί. Οι κλωνικοί πληθυσμοί των κυττάρων με ένα (MZ) ή και τα δύο αντίγραφα (MM) της διορθωμένης γενετικής αυξήθηκαν και μετά από αυτό διαχωρίστηκαν για 25 ημέρες για τη δημιουργία ηπατοκυττάρων. Μετά τον προσδιορισμό της αλληλουχίας ολόκληρου του γονιδιώματος των τροποποιημένων κυττάρων, δεν υπήρχε απόδειξη ακούσιων ανωμαλιών στο γονιδίωμα από τους βασικούς συντάκτες, καθώς και η λανθασμένη καθώς και η συνδεδεμένη συσσώρευση υγιούς πρωτεΐνης αντιμετωπίστηκε εν μέρει σε κύτταρα ΜΖ καθώς και εντελώς Τυπικά κύτταρα MM.

Η διαδικασία επαναλήφθηκε κάνοντας χρήση ηπατοκυττάρων που προέρχονταν από τα μεταλλαγμένα iPSCs. Χρησιμοποιήθηκαν δύο βασικοί συντάκτες σε διάφορα προβλήματα για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας αυτής της διαδικασίας. Στα πιο αποτελεσματικά προβλήματα, περίπου 50% των μεταλλαγμένων γενετικών τροποποιήθηκαν αποτελεσματικά. Τα κύτταρα μετά από αυτό αξιολογήθηκαν για να δουν αν εξακολουθούν να εμφανίζονται «ηπατικά» καθώς και εάν υπήρχαν λιγότεροι δείκτες της ασθένειας στα τροποποιημένα κύτταρα, σε αντίθεση με τα μεταλλαγμένα κύτταρα ΖΖ. Τα ευρήματα αποκάλυψαν ότι η επεξεργασία βάσης και η βελτίωση δεν άλλαξαν το ηπατικό πρόγραμμα, καθώς και τα ηπατικά κύτταρα ακόμα αποκάλυψαν ηπατική γενετική καθώς και υγιείς πρωτεΐνες σε τυπικούς βαθμούς. Στη βελτίωση, υπήρχε πολύ λιγότερη συσσώρευση υγρής πρωτεΐνης "Z" AAT, που αποκάλυψε πολύ λιγότερες αποδείξεις ασθένειας στα τροποποιημένα κύτταρα.

Ενώ η θεραπεία βελτίωσης έχει πραγματικά αποκαλυφθεί ότι επιβραδύνει την ανάπτυξη πνευμονικής νόσου σε άτομα AATD, προς το παρόν δεν υπάρχουν διαθέσιμες θεραπείες για ηπατική νόσο που σχετίζεται με AATD. Οι αναδυόμενες μέθοδοι θεραπείας έχουν επικεντρωθεί στην βελτίωση της ανωμαλίας Ζ.

Η βασική επεξεργασία και βελτίωση αξιολογείται ως τεχνική θεραπείας για μια σειρά μονογενών καταστάσεων. Η έλλειψη αντιθρυψίνης άλφα-1 είναι πρωταρχικός στόχος για επεξεργασία βάσης και βελτίωση, πιθανότατα να συγκαταλέγεται μεταξύ των παλαιότερων συνθηκών στις οποίες επιχειρήθηκαν βασικοί συντάκτες σε ερευνητικές μελέτες σε ανθρώπους. Πρόσθετοι στόχοι ασθένειας αποτελούνται από ασθένεια του αμφιβληστροειδούς, γενετική τυροσιναιμία, δρεπανοκυτταρική αναιμία, προγερία, κυστική ίνωση καθώς και άλλα.

Τα ευρήματα αυτής της έρευνας προτείνουν ότι η μελλοντική ερευνητική μελέτη θα μπορούσε να ελέγξει την αποτελεσματικότητα των βασικών επιμελητών στην επεξεργασία και την ενίσχυση διάφορων άλλων ηρεμικών κυττάρων. Επιπλέον, στην πραγματικότητα πρόσφατα έχει αποκαλυφθεί ότι οι βασικοί συντάκτες μπορούν να τροποποιήσουν το RNA επιπλέον στο DNA σε αναμνηστικές κυτταρικές σειρές, καθώς και απαιτούν ακόμη περισσότερη εξέταση.