Jenis baru pengeditan dan peningkatan genetika yang efektif untuk terapi AATD, penyakit hati dan paru-paru

pengeditan gen

Hasil penelitian penelitian baru menunjukkan bahwa jenis baru dari pengeditan dan peningkatan genetika efektif dalam menangani kelainan pada sel klien dengan penyakit monogenik Kekurangan antitripsin alfa-1 (AATD), penyakit bawaan umum yang mempengaruhi hati serta paru-paru. Teknik baru ini, yang disebut pengeditan dan peningkatan dasar, berbeda dari berbagai jenis pengeditan dan peningkatan lainnya yang terdiri dari CRISPR, karena editor dasar tidak menghasilkan pemutusan DNA, yang membantu menghentikan kerusakan rambut ganda, kemungkinan tidak tepat sasaran. mengedit dan meningkatkan, serta anomali yang tidak diinginkan di seluruh layanan perbaikan sel.

Dipimpin oleh Andrew Wilson, MD serta Rhiannon Werder, Ph D. dari Pusat Pengobatan Regeneratif (CReM) di Boston Medical Center serta Universitas Boston, para ilmuwan memanfaatkan sel-sel hati yang diturunkan dari pasien yang disebut "iHeps", yang menyerupai biologi hepatosit hati, produsen utama protein sehat alfa-1 antitripsin dalam tubuh yang juga melakukan metabolisme vital, endokrin, serta fitur sekretori. Pengeditan dasar dan peningkatan teknologi modern memperbaiki anomali Z yang bertanggung jawab atas AATD serta menurunkan hasil penyakit di hepatosit, menunjukkan pengeditan dasar yang efektif dan peningkatan dalam sel manusia. Hasil ini, dirilis pada Terapi Molekuler, dapat membantu memimpin jalan bagi pengujian manusia di masa depan.

“Studi ini menunjukkan keberhasilan penerapan teknologi pengeditan dasar untuk mengoreksi mutasi yang bertanggung jawab atas AATD dalam sel hati yang berasal dari pasien dengan penyakit ini,” klaim Wilson, seorang ahli paru di Boston Medical Center dan juga seorang guru asosiasi pengobatan di Boston University School Kedokteran, yang bekerja sebagai penulis setara penelitian. “Saya berharap hasil ini akan menciptakan jalur untuk menggunakan teknologi ini untuk membantu pasien dengan AATD dan penyakit monogenik lainnya.”

Editor dasar yang diproduksi oleh Beam Therapeutics terkait dengan sel induk berpotensi majemuk (sel iPS) dari orang dengan AATD, dan setelah itu sekali lagi di hepatosit yang berasal dari sel iPS. Ini dilakukan untuk memeriksa peningkatan anomali "Z" dari genetika yang bertanggung jawab atas AATD dalam sel manusia.

Anomali Z dalam genetika SERPINA1 bertanggung jawab untuk menciptakan penyakit paru-paru modern yang persisten serta penyakit hati di AATD. Pada orang dengan AATD, protein sehat AAT mutan salah melipat dan membuat akumulasi protein sehat yang menumpuk di dalam hepatosit serta menyebabkan kerusakan.

Untuk penelitian ini, para ilmuwan memulai dengan iPSC mutan (ZZ) yang dihasilkan dari klien dengan AATD. Setelah prosedur pengeditan dan peningkatan dasar selesai, DNA dari sel yang dimodifikasi diurutkan untuk mengidentifikasi apakah genetika SERPINA1 benar-benar telah diperbaiki. Populasi klon sel dengan salah satu (MZ) atau kedua duplikat (MM) dari genetika yang diperbaiki meningkat dan setelah itu dipisahkan selama 25 hari untuk membuat hepatosit. Setelah mengurutkan seluruh genom sel yang dimodifikasi, tidak ada bukti anomali yang tidak disengaja dalam genom dari editor dasar, serta penumpukan protein sehat yang salah lipatan dan terhubung sebagian diperbaiki dalam sel MZ serta sepenuhnya di sel khas MM.

Prosedur diduplikasi menggunakan hepatosit yang berasal dari iPSC mutan. Dua editor dasar digunakan dalam berbagai masalah untuk mengevaluasi efektivitas prosedur ini. Dalam masalah yang paling efektif, sekitar 50% dari genetika mutan dimodifikasi secara efektif. Sel-sel kemudian dievaluasi untuk melihat apakah mereka masih menunjukkan "hati" dan jika ada lebih sedikit gejala penyakit pada sel yang dimodifikasi, dibandingkan dengan sel ZZ mutan. Temuan mengungkapkan bahwa pengeditan dan peningkatan dasar tidak mengubah program hati, dan sel-sel hati masih mengungkapkan genetika hati serta protein sehat pada tingkat tertentu. Sebagai tambahan, ada jauh lebih sedikit penumpukan protein sehat "Z" AAT yang salah melipat, menunjukkan lebih sedikit bukti penyakit dalam sel yang dimodifikasi.

Sementara pengobatan tambahan telah terbukti memperlambat perkembangan penyakit paru-paru pada orang AATD, saat ini tidak ada terapi yang tersedia untuk penyakit hati terkait AATD. Metode terapi yang muncul sebenarnya berkonsentrasi pada perbaikan anomali Z.

Pengeditan dan peningkatan dasar sedang dinilai sebagai teknik terapi untuk berbagai kondisi monogenik. Kekurangan antitripsin alfa-1 adalah target utama untuk pengeditan dan peningkatan basis, kemungkinan besar berada di antara kondisi sebelumnya di mana editor basis dicoba dalam studi penelitian manusia. Target penyakit tambahan terdiri dari penyakit retina, tirosinemia genetik, anemia sel sabit, progeria, cystic fibrosis dan lain-lain.

Temuan penelitian ini merekomendasikan bahwa studi penelitian masa depan mungkin memeriksa efisiensi editor dasar dalam mengedit dan meningkatkan berbagai populasi sel diam lainnya. Selain itu, baru-baru ini terungkap bahwa editor dasar dapat mengubah RNA lebih dari DNA dalam garis sel yang diperingati dan memerlukan pemeriksaan lebih lanjut.