Uues geeniteraapias hävitavad UF-i teadlased korrigeerivaid geene sisestades mutantsõnumi

Uues geeniteraapias hävitavad UF-i teadlased korrigeerivaid geene sisestades mutantsõnumi
Uues geeniteraapias hävitavad UF-i teadlased korrigeerivaid geene sisestades mutantsõnumi
Anonim

BOSTON – – Florida ülikooli geneetikud on leidnud täiustatud viisi, kuidas anda rakkudele geneetiline "üks-kaks löök", mis võiks kunagi aidata patsiente, kellel on sageli surmaga lõppev pärilik kopsu-maksahäire.

Uurimises kasutatakse modifitseeritud viirust, et toimetada rakkudesse korrigeerivad geenid koos ensüümiga, mis toimib nagu molekulaarkäärid, lõikades mutantsed geenid laiali enne, kui need annavad korralduse luua maksa kahjustavaid valke.UF-i geneetikainstituudi teadlased viisid läbi oma katsed hamstri munasarjarakkude kultuuridega, mis on inimeste alfa-1-antitrüpsiini puudulikkuse mudelid.

Erinev alt klassikalisest geeniteraapiast, mille ainus eesmärk on toimetada kehasse korrigeerivaid geene, et kompenseerida häireid, püüab see meetod ka hävitavaid geene summutada, eemaldades nende võime juhtida valkude tootmist. Selleks pakendavad teadlased geneetilise materjali viiruse kandjasse, mida tuntakse adeno-assotsieerunud viirusena või AAV-na, mis näib suunavat selle suuremasse protsendi rakkudesse kui muud geeniülekandemehhanismid. Tulemustest teatati sel nädalal Pediatric Academic Societies ja American Academy of Pediatrics ühiskoosolekul.

"See on kohaletoimetamise tehnika, mis eristab seda," ütles dr Terry Flotte, pediaatria, molekulaargeneetika ja mikrobioloogia dotsent ning UF-i meditsiinikolledži Powelli geeniteraapia keskuse kaasdirektor."See lahendab probleemi, mis on seotud vektori väljatöötamisega, mis suudab toimetada geene suurele osale maksarakkudest, mis on olnud peamine ülesanne. Ja loomulikult teeb AAV kõiki muid vajalikke asju – see on kauakestev ja mittetoksiline."

Geneetiline häire, mis on valgenahaliste seas levinult teine, põhjustab varajast emfüseemi ja rasket maksahaigust. See mõjutab hinnanguliselt 100 000 ameeriklast. Alfa-1-antitrüpsiini toodab maks ja see kaitseb kopse vigastuste eest tavalise ensüümi poolt, mis tavaliselt võitleb bakteritega ja puhastab surnud koed. Mõjutatud isikud ei tooda piisav alt valku, et kopse piisav alt kaitsta, ning tulemuseks on püsivad ja pöördumatud kahjustused. Paljud selle häirega inimesed võitlevad ka maksaprobleemidega, mis on ilmselt põhjustatud maksas akumuleeruva valgu defektsest versioonist.

"Kui vaadata alfa-1-antitrüpsiini puudulikkusega inimesi nende sündimisel, on umbes 20 protsendil maksaprobleemid ja 20 protsendil neist 20 protsendist on tõsised maksaprobleemid ja nad surevad või siirdatakse.,” ütles dr.Mark Brantly, UF-i meditsiinikolledži meditsiini ning molekulaargeneetika ja mikrobioloogia professor. "Hoiatus on see, et kõigil alfa-1 patsientidel on eluaegne risk suurenenud maksaprobleemide tekkeks. Ehkki me kipume seda mõnikord pidama laste probleemiks (alfa-1-ga), on see tõesti kõigi alfa-1 patsientide probleem. ja muutub aja jooksul olulisemaks probleemiks."

Brantly on osa uurimisrühmast, kuhu kuulub ka Flotte; Alfred S. Lewin, UF-i meditsiinikolledži molekulaargeneetika ja mikrobioloogia professor; ja magistrant Thomas Conlon, kes esitles oma andmeid selle nädala koosolekul. Nende uuringuid rahastati UF-i Powelli geeniteraapiakeskuse ja riiklike tervishoiuinstituutide toel ning need toimusid Flotte laboris.

Praegune häire ravi hõlmab sigaretisuitsuga kokkupuutumise vältimist ja iganädalasi alfa-1-antitrüpsiini süstimist. Geeniteraapia võib kunagi asendada süstimise vajaduse.

Rakkudes kopeeritakse ribonukleiinhape või RNA DNA ahelatest ja toimib tavaliselt kullerina, edastades DNA geneetilisi juhiseid. UF-i teadlased uurisid spetsiaalset tüüpi RNA-d, mis toimivad nagu ensüüm, aine, mis tekitab rakkudes keemilisi reaktsioone. Sellisel kujul tuntakse seda ribosüümina. UF-i teadlased hindasid nelja erinevat ribosüümi, et näha, milline hävitas ebanormaalse RNA kõige tõhusam alt, säästes samal ajal häid geene kandvat vormi. Nad ühendasid selle lähenemisviisi standardsete geeniteraapia meetoditega, et sisestada rakkudesse alfa-1-antitrüpsiini geeni normaalsed koopiad.

Üks neljast – sobiva nimega WAR – vähendas Conloni sõnul mutantsete geenide kontsentratsiooni 91 protsenti. Samuti suutsid teadlased kaitsta alfa-1-antitrüpsiini geeni normaalseid koopiaid, mida nad asendasid, muutes neid geneetiliselt, et kaitsta neid ribosüümi tükeldamise eest.

"Kui geenijärjestuses on viga, põhjustab see muutuse [raku RNA] ehitusplokkides ja see muutus on seotud valgu tootmisega, mis voldib valesti ja mida rakus valesti kõrvaldatakse.Arvame, et valesti vormitud valgu vale kõrvaldamine või käitlemine põhjustab maksarakkude kahjustusi," ütles Brantly.

"Kui me suudame lihts alt natuke "ujuda ülesvoolu" ja takistada valgu tootmist, võib see tegelikult vähendada võimalust, et inimesel haigestub maksahaigus. Seega pole lootust halba valku ega maksahaigust"

Kuid see pole lihtne ülesanne, tunnistavad teadlased.

"Suurem trikk on muuta ribosüüm nii heaks, et see näeks halba RNA-d ja jätaks põhimõtteliselt hea RNA rahule," ütles Brantly. "Selles konkreetses olukorras on idee selles, et kui meil on ribosüüm, mis on nii spetsiifiline, et see lõikab ainult halva RNA, saame tegelikult samal ajal asendada halva geeni. Ribosüüm on suunatud ebanormaalse RNA hävitamisele ja ka normaalse RNA tootmisele. RNA, mis teeb seejärel normaalse valgu."

Järgmisena kavatsevad UF-i teadlased katsetada lähenemist kultuuris inimrakkudele, mis ekspresseerivad alfa-1-antitrüpsiini defekti. Need rakud saadakse vereproovide või kopsubiopsiate abil.

"Töötame kõvasti, kuid läheb veidi aega, enne kui seda inimestel uurime," ütles Brantly. "Peame veenduma, et me ei põhjusta nende protseduuridega mingit toksilisust. Pärast neid varajasi katseid uurime hiiri, kellele on antud ebanormaalne alfa-1 geen, et näha, kas suudame seda parandada. neis."

Populaarne teema