Разработаны новые стратегии редактирования генов при мышечной дистрофии Дюшенна

Last Updated on 09.05.2021 by Perelomanet

Ученые из UT Southwestern успешно использовали новый тип генной терапии для лечения мышей с мышечной дистрофией Дюшенна (МДД), уникальным образом используя инструменты на основе CRISPR-Cas9 для восстановления большой части белка дистрофина, который отсутствует у многих пациентов с МДД. Подход, описанный сегодня онлайн в журнале Science Advances , может привести к лечению МДД и помочь в лечении других наследственных заболеваний.

«Были идентифицированы тысячи различных мутаций, вызывающих Дюшенна, но они имеют тенденцию группироваться в определенные части гена дистрофина», — говорит руководитель исследования Эрик Олсон, доктор философии, профессор и основатель кафедры молекулярной биологии в UTSW. Некоторые из этих мутаций заставляют мышечные клетки производить короткие, менее функциональные версии белка дистрофина. «Сила нашего метода в том, что вам не нужна новая стратегия редактирования генов для каждого пациента с новой мутацией; вы можете исправить несколько различных мутаций с помощью консолидированного подхода».

Олсон и его коллеги воспользовались тем фактом, что огромный ген дистрофина состоит из множества различных сегментов, называемых экзонами, некоторые из которых необязательны. Примерно у 8 процентов мальчиков с МДД почти половина белка дистрофина отсутствует из-за мутаций в экзоне 51, которые заставляют организм прекращать производство белка. Исследователи разработали несколько успешных стратегий редактирования нуклеотидного гена CRISPR-Cas9, чтобы пропустить ошибочный «стоп-сигнал», восстановив выработку 97 процентов белка. Некоторые стратегии работали путем удаления соседних экзонов, в то время как другие использовали крошечные генетические добавления или вычитания, чтобы вернуть производство белка в нужное русло.

Когда исследователи применили новый подход к мышам с мутациями дистрофина, функционирующие копии дистрофина вернулись к более чем половине всех мышечных волокон ног в течение трех недель. Более того, группа показала, что они могут использовать изолированные клетки мышей или людей с МДД, чтобы проверить, будет ли этот подход успешным для конкретного пациента до начала лечения. Выделенные клетки уговариваются развиваться в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS-клетки), а затем в клетки сердца. В блюде исследователи могут наблюдать, помогает ли программа редактирования генов работать сердечным клеткам.

«Используя кардиомиоциты, полученные из iPS-клеток пациентов с МДД, мы быстро протестировали наши подходы к редактированию нуклеотидных генов, продемонстрировав восстановление белка дистрофина», — говорит Франческо Чемелло, доктор философии, научный сотрудник лаборатории Олсона и первый автор книги. бумага.

МДД поражает примерно одного из пяти тысяч мужчин при рождении и приводит к прогрессирующему ухудшению мышечной слабости в раннем детстве. Заболевание вызвано одной из более чем 7000 различных мутаций в гене дистрофина — белка, который обычно действует как каркас для поддержки мышечных волокон. Без полностью функционального дистрофина скелетные и сердечные мышцы людей с МДД со временем дегенерируют, что в конечном итоге приводит к смерти.

Генная терапия, о которой сообщалось в исследовании, еще не готова для людей с МДД. Сначала необходимы дополнительные исследования безопасности на животных, а также дополнительная работа по оптимизации вируса, который переносит механизм редактирования генов к мышечным и сердечным клеткам. Но, показав, что несколько стратегий CRISPR-Cas9 могут исправить мутацию, исследователи расширили набор инструментов потенциальных вариантов генной терапии МДД.

«Каждая клетка человеческого тела имеет 3 миллиарда букв последовательности ДНК в своем геноме, и этот метод позволяет исправить большие делеции в гене DMD, специально меняя местами одну из этих букв», — говорит Олсон. «Такой уровень специфичности и эффективности замечателен».

Оцените статью
PerelomaNet.ru
Задайте вопрос