Uut tüüpi geneetika redigeerimine ja tõhustamine nii AATD, maksa kui ka kopsuhaiguste raviks

geeni redigeerimine

Uus uurimistöö tulemuste programm, mille kohaselt on täiesti uus geneetika redigeerimine ja täiustamine efektiivne monogeense haigusega Alpha-1 antitrüpsiini puudusega (AATD), tavalise omandatud haigusega, mis mõjutab nii maksa kui ka kopsud. See uhiuus tehnika, mida nimetatakse baaside redigeerimiseks ja täiustamiseks, erineb muudest muudest redigeerimis- ja täiustamisviisidest, mis koosnevad CRISPR-ist, kuna baasiredaktorid ei tekita DNA-s purunemist, mis aitab peatada topelt juuksemurrud, võimalikud väljaspool sihtmärke redigeerimine ja täiustamine ning soovimatud kõrvalekalded kogu raku remonditeenuses.

MD Andrew Wilsoni ning Bostoni meditsiinikeskuse ja Bostoni ülikooli regeneratiivse meditsiini keskuse (CReM) doktor Phian Rhiannon Werderi juhtimisel kasutasid teadlased patsiendipõhiseid maksarakke nimega „iHeps“, mis meenutavad maksa hepatotsüütide bioloogiat - peamisi organismi alfa-1 antitrüpsiini valgu tootjaid, millel on samamoodi elutähtsad metaboolsed, endokriinsed ja sekretoorsed omadused. Aluse redigeerimine ja kaasaegse tehnoloogia täiustamine kõrvaldas AATD eest vastutava Z anomaalia ning vähendas hepatotsüütide haiguse tulemusi, näidates tõhusat aluse redigeerimist ja parandamist inimrakkudes. Need tulemused avaldati aastal Molekulaarne teraapiavõib aidata inimestel tulevaste katsete jaoks teed näidata.

"See uuring näitab baasi redigeerimise tehnoloogia edukat rakendamist AATD eest vastutava mutatsiooni korrigeerimiseks selle rakuga patsientidest pärinevates maksarakkudes," väidab Wilson, Bostoni meditsiinikeskuse pulmonoloog ja Bostoni ülikooli kooli ravimite dotsent Meditsiin, mis töötas uuringu samaväärse kirjutajana. "Loodan, et need tulemused loovad tee selle tehnoloogia kasutamiseks AATD ja teiste monogeensete haigustega patsientide abistamiseks."

Beam Therapeutics'i baasiredaktorid olid seotud AATD-ga inimestel põhjustatud pluripotentsete tüvirakkudega (iPS-rakkudega) ja pärast seda taas iPS-rakkudest pärinevate hepatotsüütidega. Seda tehti selleks, et uurida AATD eest vastutava geneetika Z-anomaalia paranemist inimrakkudes.

GER-geneetika S anomaalia Z vastutab nii püsivate, kaasaegsete kopsu- kui ka maksahaiguste tekitamise eest AATD-s. AATD-ga inimestel jagunevad mutantsed AAT-terved valgud valesti ja loovad tervisliku valgu kogunemisi, mis akumuleeruvad hepatotsüütides ja tekitavad kahjustusi.

Selle uuringu jaoks alustasid teadlased mutantse (ZZ) iPSC-ga, mis toodeti AATD-ga kliendilt. Pärast aluse redigeerimise ja suurendamise protseduuri lõppu sekveneeriti modifitseeritud rakkude DNA, et teha kindlaks, kas SERPINA1 geneetika on tegelikult parandatud. Rakkude kloonipopulatsioone, millel oli kas üks (MZ) või mõlemad duplikaadid (MM) parandatud geneetikast, suurendati ja pärast seda eraldati hepatotsüütide loomiseks 25 päeva jooksul. Pärast modifitseeritud rakkude kogu genoomi sekveneerimist ei olnud baasiredaktorite põhjal tõendeid tahtmatute anomaaliate esinemise kohta genoomis, samuti nii vale voltimine kui ka ühendatud terve valgu kogunemine kõrvaldati osaliselt nii MZ-rakkudes kui ka täielikult MM tüüpilised rakud.

Protseduuri dubleeriti, kasutades selleks mutantsetest iPSC-dest pärinevaid hepatotsüüte. Selle protseduuri tõhususe hindamiseks kasutati erinevates probleemides kahte põhiredaktorit. Kõige tõhusamates probleemides modifitseeriti efektiivselt umbes 50% mutantsest geneetikast. Rakke hinnati pärast seda, et teha kindlaks, kas neil on endiselt maksa või kui modifitseeritud rakkudes on vähem haiguse näitajaid, erinevalt mutantsetest ZZ-rakkudest. Leiud näitasid, et aluse redigeerimine ja parandamine ei muutnud maksaprogrammi, samuti näitasid maksarakud endiselt maksa geneetikat ja ka tervislikke valke tüüpilisel määral. Paranduseks oli kogunenud valesti kokku pandud „Z” AAT tervisliku valgu kogunemine palju vähem, näidates modifitseeritud rakkudes palju vähem tõendeid haiguse kohta.

Ehkki on tõestatud, et AATD-ga inimestel on kopsuhaiguste arengu aeglustamine, on AATD-ga seotud maksahaiguste jaoks praegu hõlpsasti kättesaadavad ravimeetodid. Arenevad ravimeetodid on tegelikult keskendunud Z anomaalia parandamisele.

Aluse redigeerimist ja suurendamist hinnatakse kui teraapiatehnikat mitmesuguste monogeensete seisundite jaoks. Alfa-1 antitrüpsiini puudus on baasi redigeerimise ja täiustamise peamine sihtmärk, mis on kõige tõenäolisemalt varasemate tingimuste hulgas, kus baasiredaktoreid üritatakse läbi viia inimeste uuringutes. Täiendavad haiguse sihtmärgid koosnevad võrkkesta haigusest, geneetilisest türosineemiast, sirprakkude aneemiast, progeriast, tsüstilisest fibroosist kui ka teistest.

Selle uuringu tulemused soovitavad, et tulevane uurimus võiks kontrollida baasiredaktorite tõhusust mitmesuguste muude vaiksete rakupopulatsioonide redigeerimisel ja suurendamisel. Lisaks on viimasel ajal ilmsiks tulnud, et baas-toimetajad saavad mälestusrakuliinides modifitseerida RNA-d lisaks DNA-le, samuti on vaja veelgi uurida.