Kūnų apginklavimas CRISPR kovojant su Hantingtono liga ir ALS

UC San Diego sveikata.

Genų redagavimo įrankis CRISPR yra pagrįstas natūralia gynybos sistema, įterpta į bakterijų ląsteles, kuri atpažįsta ir sunaikina įsiveržiančią viruso DNR.

O kas, jei tą patį atakos mechanizmą galėtume pridėti prie savo ląstelių? Biotechnologijų startuolis, Locana , bando tai padaryti įterpdamas CRISPR mechanizmą į žmogaus ląsteles, kad organizmas galėtų kovoti su Hantingtono liga ir amiotrofine šonine skleroze, dar žinoma kaip Lou Gehrig liga.

Kad tai padarytų, Gene Yeo, bendrovės įkūrėjas ir ląstelinės ir molekulinės medicinos profesorius iš Kalifornijos universiteto, San Diego, medicinos mokyklos, perkelia CRISPR siekti kito tikslo: RNR, pasiuntinio molekulės, dalyvaujančios pernešant iššifruoti DNR saugomą genetinę informaciją.

Sergant tokiomis ligomis kaip ALS, Hantingtono liga ir kai kurios raumenų distrofijos rūšys, RNR kaupiasi ir gamina nenormalius baltymus, kurie sukelia ligas. Yeo sako, kad jis ypač domisi šiomis ligomis, nes jos neturi veiksmingų gydymo būdų ir gali būti mirtinos. Jis nori panaudoti CRISPR toksinėms RNR naikinti ir niokojantiems ligų padariniams panaikinti.

Paprastai CRISPR naudoja pjaustymo baltymą, vadinamą Cas9, kuris atpažįsta ir susmulkina norimą DNR, pašalindamas mutavusį geną. Yeo ir jo komanda modifikavo Cas9, kad DNR būtų palikta ramybėje, o vietoj to prisijungtų prie probleminės RNR ir nupjautų ją.

Tyrime paskelbtas rugpjūtį , Yeo ir jo kolegos naudojo CRISPR-Cas9, kad sunaikintų klaidingus pasikartojimus RNR sekose. Išbandytas laboratorijoje, Yeo CRISPR įrankis sunaikino 95 procentus ar daugiau šių RNR mazgų ląstelėse, kuriose yra Hantingtono liga ir tam tikro tipo ALS.

Tyrėjai taip pat išbandė metodą dėl paveldimos raumenų distrofijos, vadinamos miotonine distrofija. Jie sugebėjo pašalinti 95 procentus sugedusių RNR raumenų ląstelėse, paimtose iš pacientų. Po to, kai jie pritaikė CRISPR, kadaise sergančios ląstelės buvo panašios į sveikas. Yeo mano, kad tokiu būdu galima gydyti daugiau nei 20 genetinių ligų, kurias sukelia toksiškos RNR pasikartojimai.

Tačiau šių RNR numušimas yra tik laikinas. RNR nuolat atsinaujina, todėl jos lygis ląstelėse ilgainiui grįžta į normalią po kelių dienų ar savaitės. Yeo sako, kad tai iš tikrųjų naudinga naudojant CRISPR RNR, o ne DNR – poveikis nėra ilgalaikis.

Taikant RNR, genomui nėra nuolatinės, negrįžtamos žalos, sako Yeo.

Tai leis mokslininkams laikinai pakeisti RNR ir išbandyti poveikį gyvūnams prieš sušvirkščiant žmonėms eksperimentinę CRISPR terapiją. Yeo ir kitos laboratorijos kuria molekules, kurios galėtų išjungti šį procesą, jei kas nors nutiktų.

Laikiną poveikį turintis gydymas tam tikrais atvejais būtų geresnis, pavyzdžiui, esant gyvybei nepavojingoms ligoms arba esant infekcinėms ligoms, kurioms prireiktų tik trumpalaikio gydymo. Tačiau norint gydyti ALS ar Hantingtono ligą per visą žmogaus gyvenimą, reikia kažko, kas truktų ilgiau nei kelias dienas ar savaitę.

Taigi Yeo kuria viruso kapsulę, kad CRISPR mechanizmai būtų perkelti į tinkamas ląsteles. Šie viruso pristatymo maršrutizatoriai leistų Cas baltymui išsilaikyti žmogaus ląstelėse ilgiau – idealiu atveju metų metus, paversdami Cas mini arsenalu, neleidžiančiu nepaklusnioms RNR.

Mitchellas O'Connell, Ročesterio universiteto medicinos centro biochemijos ir biofizikos docentas, sako, kad šis metodas tikriausiai pareikalaus pakartotinio gydymo bėgant metams. Tai skiriasi nuo CRISPR naudojimo DNR redaguoti, o tai būtų vienkartinė injekcija arba procedūra.

O'Connell ir kiti, tiriantys CRISPR, kad nukreiptų į RNR, mano, kad ši funkcija gali padaryti metodą saugesnį nei DNR redagavimas. Naudojant CRISPR genams redaguoti kyla netikslinių mutacijų rizika – nepageidaujami genetiniai pjūviai, galintys sukelti rimtų šalutinių poveikių pacientams, pvz., vėžį. Iki šiol Yeo sako, kad, siekdamas RNR, pastebėjo keletą pašalinių efektų. Jis mano, kad taip yra todėl, kad RNR yra konkretesnis taikinys.

Tai galėtų būti pagreitinta greičiau, nes tai nėra taip pavojinga, sako O'Connell.

Kiti tyrėjai taip pat domisi CRISPR panaudojimu RNR sekimui. Šią savaitę paskelbė MIT ir Harvardo plataus instituto mokslininkas Feng Zhang popierius viduje Gamta , kur jis parodė, kad kitas pjovimo baltymas, žinomas kaip Cas13, gali būti naudojamas aptikti, supjaustyti ir sekti RNR žmogaus ląstelėse. Anksčiau Zhang laboratorija naudojo CRISPR-Cas13, kad nukreiptų RNR bakterijų ląstelėse.

Naujajame tyrime Zhangas ir jo kolegos naudojo tą pačią CRISPR redagavimo sistemą, kad sumažintų RNR lygį, išreikštą trimis genais, susijusiais su vėžiu.

paslėpti