Pengeditan dan peningkatan genetik baru yang berkesan untuk terapi AATD, penyakit hati dan paru-paru

gen editing

Program hasil kajian penyelidikan baru bahawa jenis penyuntingan dan peningkatan genetik yang baru berkesan dalam menangani anomali pada sel pelanggan dengan kekurangan monogenik Alpha-1 antitrypsin kekurangan (AATD), penyakit yang biasa diperoleh yang mempengaruhi hati serta paru-paru. Teknik baru ini, yang disebut penyuntingan dasar dan penambahbaikan, adalah pelbagai dari berbagai jenis penyuntingan dan peningkatan yang terdiri dari CRISPR, kerana penyunting asas tidak menghasilkan kerusakan pada DNA, yang membantu menghentikan keretakan rambut berganda, calon di luar sasaran penyuntingan dan penambahbaikan, serta anomali yang tidak diingini sepanjang perkhidmatan pembaikan sel.

Diketuai oleh Andrew Wilson, MD serta Rhiannon Werder, Ph D. dari Pusat Perubatan Regeneratif (CReM) di Pusat Perubatan Boston dan juga Universiti Boston, para saintis menggunakan sel hati yang berasal dari pesakit yang disebut "iHeps", yang menyerupai biologi hepatosit hati, pengeluar utama protein sihat alpha-1 antitrypsin dalam badan yang sama seperti ciri metabolik, endokrin dan juga sekretori. Penyuntingan asas dan peningkatan teknologi moden dapat mengatasi anomali Z yang bertanggungjawab terhadap AATD serta menurunkan hasil penyakit pada hepatosit, menunjukkan penyuntingan asas yang berkesan dan peningkatan pada sel manusia. Hasil ini, dikeluarkan dalam Terapi Molekul, dapat membantu memimpin jalan untuk ujian manusia di masa depan.

"Kajian ini menunjukkan keberhasilan penerapan teknologi penyuntingan asas untuk memperbaiki mutasi yang bertanggungjawab terhadap AATD pada sel hati yang berasal dari pesakit dengan penyakit ini," kata Wilson, ahli pulmonologi di Pusat Perubatan Boston dan juga guru perubatan di Boston University School Perubatan, yang berfungsi sebagai penulis kajian yang setara. "Saya berharap hasil ini dapat membuat jalan untuk menggunakan teknologi ini untuk membantu pesakit dengan AATD dan penyakit monogenik lain."

Penyunting asas yang dihasilkan oleh Beam Therapeutics adalah berkaitan dengan sel stem pluripotent (sel iPS) yang disebabkan oleh orang dengan AATD, dan setelah itu sekali lagi pada hepatosit yang berasal dari sel iPS. Ini dilakukan untuk memeriksa peningkatan anomali "Z" genetik yang bertanggungjawab terhadap AATD dalam sel manusia.

Anomali Z dalam genetik SERPINA1 berperanan mencipta paru-paru moden dan berterusan serta penyakit hati di AATD. Pada orang dengan AATD, protein AAT mutan yang salah berfungsi dengan baik serta membuat pengumpulan protein sihat yang terkumpul di dalam hepatosit dan juga menyebabkan kerosakan.

Untuk penyelidikan ini, saintis memulakan dengan iPSC mutan (ZZ) yang dihasilkan dari pelanggan dengan AATD. Setelah prosedur penyuntingan dan peningkatan asas selesai, DNA dari sel yang diubahsuai diurutan untuk mengenal pasti apakah genetik SERPINA1 benar-benar telah diperbaiki. Sel populasi klonal dengan salah satu (MZ) atau kedua-dua pendua (MM) genetik yang diperbaiki meningkat dan selepas itu dipisahkan sepanjang 25 hari untuk mewujudkan hepatosit. Setelah menjujukan keseluruhan genom dari sel yang diubah, tidak ada bukti adanya anomali yang tidak disengajakan dalam genom dari penyunting asas, serta salah pembentukan dan penumpukan protein sihat yang disambungkan sebahagiannya diperbaiki dalam sel MZ dan juga di Sel tipikal MM.

Prosedur ini diduplikasi dengan menggunakan hepatosit yang berasal dari iPSC mutan. Dua editor asas digunakan dalam pelbagai masalah untuk menilai keberkesanan prosedur ini. Dalam masalah yang paling berkesan, mengenai 50% genetik mutan diubahsuai dengan berkesan. Sel-sel itu setelah itu dievaluasi untuk melihat apakah sel-sel itu masih muncul "hepatik" dan juga jika terdapat lebih sedikit petunjuk penyakit pada sel-sel yang diubah, berbeza dengan sel-sel ZZ mutan. Penemuan menunjukkan penyuntingan dasar dan peningkatan tidak mengubah program hepatik, dan sel-sel hati masih mengungkapkan genetik hepatik serta protein yang sihat pada tahap khas. Sebagai tambahan, terdapat lebih sedikit penumpukan protein AAT "Z" yang disatukan secara agregat, yang menunjukkan lebih sedikit bukti penyakit pada sel yang diubah.

Walaupun rawatan peningkatan sebenarnya telah dinyatakan untuk memperlambat perkembangan penyakit paru-paru pada orang AATD, saat ini tidak ada terapi yang tersedia untuk penyakit hati yang berkaitan dengan AATD. Kaedah terapi yang muncul sebenarnya telah tertumpu pada peningkatan anomali Z.

Penyuntingan dan peningkatan asas dinilai sebagai teknik terapi untuk pelbagai keadaan monogenik. Kekurangan antitrypsin Alpha-1 adalah sasaran utama untuk penyuntingan dan peningkatan asas, kemungkinan merupakan antara keadaan sebelumnya di mana penyunting asas dicuba dalam kajian penyelidikan manusia. Sasaran penyakit tambahan terdiri daripada penyakit retina, tirosinemia genetik, anemia sel sabit, progeria, fibrosis kistik dan juga yang lain.

Penemuan penyelidikan ini mengesyorkan agar kajian penyelidikan masa depan dapat memeriksa kecekapan penyunting dasar dalam menyunting dan meningkatkan pelbagai ruang sel diam yang lain. Selain itu, akhir-akhir ini telah dinyatakan bahawa penyunting asas dapat mengubah RNA sebagai tambahan kepada DNA dalam sel sel yang diperingati dan juga memerlukan pemeriksaan lebih banyak lagi.