Jauna veida ģenētikas rediģēšana un uzlabošana, kas ir efektīva AATD, aknu, kā arī plaušu slimību terapijai

gēnu rediģēšana

Jauna pētījumu pētījumu programma liecina, ka pavisam jauna veida ģenētikas rediģēšana un uzlabošana ir efektīva, lai novērstu anomālijas klienta šūnās ar monogēno slimību Alfa-1 antitripsīna deficītu (AATD), parasto iegūto slimību, kas ietekmē aknas, kā arī plaušas. Šis pilnīgi jaunais paņēmiens, ko sauc par bāzes rediģēšanu un uzlabošanu, ir atšķirīgs no dažādiem cita veida rediģēšanas un uzlabošanas veidiem, kas sastāv no CRISPR, jo bāzes redaktori nerada DNS pārtraukumu, kas palīdz apturēt dubultus matu pārtraukumus, iespējamos ārpus mērķa rediģēšana un uzlabošana, kā arī nevēlamas anomālijas visā šūnu labošanas pakalpojumā.

Vada Andrew Wilson, MD, kā arī Rhiannon Werder, Ph.D. no Bostonas Medicīnas centra Reģeneratīvās medicīnas centra (CReM), kā arī Bostonas universitātē, zinātnieki izmantoja no pacienta iegūtas aknu šūnas ar nosaukumu “iHeps”, kas atgādina aknu hepatocītu bioloģiju, lielākos alfa-1 antitripsīna veselīgā proteīna ražotājus organismā, kas līdzīgi veic vitāli svarīgas vielmaiņas, endokrīnās, kā arī sekrēcijas funkcijas. Bāzes rediģēšana un moderno tehnoloģiju uzlabošana novērsa Z anomāliju, kas atbild par AATD, kā arī pazemināja hepatocītu slimības rezultātus, parādot efektīvu bāzes rediģēšanu un uzlabošanu cilvēka šūnās. Šie rezultāti tika izlaisti Molekulārā terapija, var palīdzēt virzīties uz turpmākajiem izmēģinājumiem ar cilvēkiem.

"Šis pētījums parāda veiksmīgu bāzes rediģēšanas tehnoloģijas izmantošanu, lai koriģētu par AATD atbildīgo mutāciju aknu šūnās, kas iegūtas no pacientiem ar šo slimību," apgalvo Vilsons, Bostonas Medicīnas centra pulmonologs, kā arī Bostonas Universitātes skolas asociētais pasniedzējs of Medicine, kas darbojās kā līdzvērtīgs pētījuma autors. "Es ceru, ka šie rezultāti radīs iespēju izmantot šo tehnoloģiju, lai palīdzētu pacientiem ar AATD un citām monogēnām slimībām."

Beam Therapeutics ražotie bāzes redaktori bija saistīti ar cilvēku ar AATD izraisītām pluripotentām cilmes šūnām (iPS šūnām) un pēc tam vēlreiz hepatocītos, kuru izcelsme bija iPS šūnas. Tas tika darīts, lai pārbaudītu AATD atbildīgās ģenētikas “Z” anomālijas uzlabošanos cilvēka šūnās.

Z anomālija SERPINA1 ģenētikā ir atbildīga par pastāvīgu, modernu plaušu, kā arī aknu slimību radīšanu AATD. Cilvēkiem ar AATD mutējošie AAT veselīgie proteīni nepareizi sadalās, kā arī rada veselīgu olbaltumvielu uzkrāšanos, kas uzkrājas hepatocītos, kā arī rada bojājumus.

Šim pētījumam zinātnieki sāka ar mutantu (ZZ) iPSC, kas ražoti no klienta ar AATD. Pēc bāzes rediģēšanas un uzlabošanas procedūras pabeigšanas DNS no modificētajām šūnām tika sekvencēta, lai noteiktu, vai SERPINA1 ģenētika patiešām ir novērsta. Šūnu klonālās populācijas ar vai nu vienu (MZ), vai abiem koriģētās ģenētikas dublikātiem (MM) tika palielinātas, un pēc tam 25 dienu laikā tās atdalīja, lai izveidotu hepatocītus. Pēc visu modificēto šūnu genoma sekvencēšanas bāzes redaktoros nebija pierādījumu par nejaušām anomālijām genomā, kā arī nepareiza locīšana, kā arī saistīta veselīgu olbaltumvielu uzkrāšanās tika daļēji novērsta MZ šūnās, kā arī pilnīgi MM tipiskas šūnas.

Procedūra tika dublēta, izmantojot hepatocītus, kas radušies mutantu iPSC. Lai novērtētu šīs procedūras efektivitāti, dažādās problēmās tika izmantoti divi bāzes redaktori. Visefektīvākajās problēmās tika efektīvi modificēti 50% mutācijas ģenētikas. Šūnas pēc tam tika novērtētas, lai noskaidrotu, vai tās joprojām ir “aknas”, kā arī vai modificētajās šūnās ir mazāk slimības indikatoru, atšķirībā no mutantajām ZZ šūnām. Atklājumi atklāja, ka bāzes rediģēšana un uzlabošana nemainīja aknu programmu, kā arī aknu šūnas joprojām atklāja aknu ģenētiku, kā arī veselīgus proteīnus tipiskā pakāpē. Uzlabojumā bija daudz mazāk uzkrāto nepareizi salocīto “Z” AAT veselīgo olbaltumvielu uzkrāšanās, atklājot daudz mazāk pierādījumu par modificēto šūnu saslimšanu.

Lai gan uzlabošanas ārstēšana faktiski ir atklāta, lai palēninātu plaušu slimību attīstību AATD cilvēkiem, pašlaik ar AATD saistītu aknu slimību nav viegli pieejamas terapijas. Jaunās terapijas metodes faktiski ir koncentrējušās uz Z anomālijas uzlabošanu.

Bāzes rediģēšana un uzlabošana tiek vērtēta kā terapijas tehnika dažādiem monogēniem apstākļiem. Alfa-1 antitripsīna trūkums ir galvenais mērķis bāzes rediģēšanai un uzlabošanai, visticamāk, tas ir starp agrākajiem apstākļiem, kādos cilvēku redaktoros mēģina veikt bāzes redaktorus. Papildu slimības mērķi ir tīklenes slimība, ģenētiskā tirozinēmija, sirpjveida šūnu anēmija, progērija, cistiskā fibroze, kā arī citi.

Šī pētījuma rezultāti liecina, ka nākamajos pētījumos varētu pārbaudīt bāzes redaktoru efektivitāti dažādu citu mierīgu šūnu populāciju rediģēšanā un uzlabošanā. Turklāt pēdējā laikā faktiski ir atklāts, ka bāzes redaktori pieminēto šūnu līnijās var modificēt RNS papildus DNS, kā arī garantē vēl lielāku pārbaudi.