Nuovo tipo di modifica e miglioramento della genetica efficace per la terapia di AATD, malattie epatiche e polmonari

editing gene

I risultati di un nuovo studio di ricerca indicano che un nuovissimo tipo di modifica e miglioramento della genetica è efficace nel trattare un'anomalia nelle cellule clienti con la malattia monogenica carenza di alfa-1 antitripsina (AATD), una malattia acquisita comune che colpisce il fegato e i polmoni. Questa nuova tecnica, chiamata modifica e miglioramento di base, è diversa da molti altri tipi di modifica e miglioramento costituiti da CRISPR, poiché gli editor di base non generano una rottura nel DNA, il che aiuta a fermare le doppie rotture dei capelli, potenziali fuori bersaglio modifica e miglioramento, nonché anomalie indesiderate durante il servizio di riparazione cellulare.

Guidati da Andrew Wilson, MD e Rhiannon Werder, Ph D. del Center for Regenerative Medicine (CReM) del Boston Medical Center e della Boston University, gli scienziati hanno utilizzato cellule epatiche derivate dal paziente chiamate "iHeps", che assomigliano alla biologia degli epatociti epatici, i principali produttori di proteine ​​​​alfa-1 antitripsina nel corpo che svolgono allo stesso modo funzioni metaboliche, endocrine e secretorie vitali. La modifica della base e il miglioramento della tecnologia moderna hanno posto rimedio all'anomalia Z responsabile dell'AATD e hanno ridotto i risultati della malattia negli epatociti, mostrando un'efficace modifica della base e miglioramento nelle cellule umane. Questi risultati, pubblicati in Terapia molecolare, può aiutare ad aprire la strada a futuri test umani.

"Questo studio mostra il successo dell'applicazione della tecnologia di editing di base per correggere la mutazione responsabile dell'AATD nelle cellule epatiche derivate da pazienti con questa malattia", afferma Wilson, pneumologo presso il Boston Medical Center e insegnante associato di farmaci presso la Boston University School of Medicine, che ha lavorato come scrittore equivalente della ricerca. "Spero che questi risultati creeranno un percorso per utilizzare questa tecnologia per aiutare i pazienti con AATD e altre malattie monogeniche".

Gli editor di base prodotti da Beam Therapeutics erano correlati alle cellule staminali pluripotenti causate (cellule iPS) da persone con AATD, e successivamente ancora una volta negli epatociti originati da cellule iPS. Questo è stato fatto per esaminare il miglioramento dell'anomalia "Z" della genetica responsabile dell'AATD nelle cellule umane.

L'anomalia Z nella genetica SERPINA1 è responsabile della creazione di malattie polmonari e epatiche persistenti e moderne nell'AATD. Nelle persone con AATD, le proteine ​​​​sane AAT mutanti si ripiegano male e creano accumuli di proteine ​​​​sane che si accumulano all'interno degli epatociti e creano danni.

Per questa ricerca, gli scienziati hanno iniziato con iPSC mutanti (ZZ) prodotti da un cliente con AATD. Dopo che la procedura di modifica e miglioramento della base è stata completata, il DNA delle cellule modificate è stato sequenziato per identificare se la genetica SERPINA1 era stata effettivamente risolta. Popolazioni clonali di cellule con uno (MZ) o entrambi i duplicati (MM) della genetica rimediata sono state aumentate e successivamente separate per 25 giorni per creare epatociti. Dopo aver sequenziato l'intero genoma delle cellule modificate, non è stata riscontrata alcuna prova di anomalie involontarie nel genoma dagli editor di base, così come l'errato ripiegamento e l'accumulo di proteine ​​sane collegate è stato parzialmente risolto nelle cellule MZ e totalmente in Cellule tipiche MM.

La procedura è stata duplicata utilizzando epatociti originati dalle iPSC mutanti. Due editor di base sono stati utilizzati in vari problemi per valutare l'efficacia di questa procedura. Nei problemi più efficaci, circa il 50% della genetica mutante è stata effettivamente modificata. Le cellule sono state successivamente valutate per vedere se si presentavano ancora "epatiche" e se c'erano meno indicatori della malattia nelle cellule modificate, in contrasto con le cellule ZZ mutanti. I risultati hanno rivelato che la modifica e il miglioramento della base non hanno modificato il programma epatico, così come le cellule epatiche hanno ancora rivelato la genetica epatica e le proteine ​​sane a livelli normali. In miglioramento, c'era molto meno accumulo di proteina sana "Z" AAT aggregata mal ripiegata, rivelando molte meno prove di malattia nelle cellule modificate.

Sebbene sia stato effettivamente dimostrato che il trattamento di potenziamento rallenta lo sviluppo della malattia polmonare nelle persone con AATD, al momento non ci sono terapie prontamente disponibili per la malattia del fegato associata all'AATD. I metodi terapeutici emergenti si sono in realtà concentrati sul miglioramento dell'anomalia Z.

La modifica e il miglioramento della base sono in corso di valutazione come tecnica terapeutica per una serie di condizioni monogeniche. La carenza di alfa-1 antitripsina è un obiettivo primario per l'editing e il miglioramento della base, molto probabilmente tra le condizioni precedenti in cui vengono tentati gli editor di base negli studi di ricerca sull'uomo. Ulteriori bersagli della malattia sono malattie della retina, tirosinemia genetica, anemia falciforme, progeria, fibrosi cistica e altri.

I risultati di questa ricerca suggeriscono che il futuro studio di ricerca potrebbe verificare l'efficienza degli editor di base nella modifica e nel miglioramento di varie altre popolazioni di cellule quiescenti. Inoltre, è stato recentemente rivelato che i redattori di base possono modificare l'RNA in aggiunta al DNA in linee cellulari commemorative e meritano ulteriori esami.