Wetenschappers gebruiken CRISPR voor de behandeling van genetische leverziekten bij neonatale en volwassen muizen

0
7

De nieuwste editie van het tijdschrift Nature Medicine beschikt over twee dierlijke studies die laten zien dat vooruitgang wordt geboekt in de richting van het bereiken de heilige graal van gen bewerken: de mogelijkheid om te voorkomen of behandelen van ziekten die worden veroorzaakt door genetische mutaties. In beide gevallen hebben de onderzoekers gebruikt om aangepaste versies van CRISPR-Cas9, de meest gebruikte gen-editing systeem.

Het eerste onderzoek van de Universiteit van Pennsylvania, rapporten resultaten van een proef van CRISPR in de behandeling van de zeldzame leverziekte erfelijke tyrosinemia type 1 (HT1) in muis-modellen. Mensen met de ziekte kan worden behandeld met een geneesmiddel genaamd nitisinone en een streng dieet, maar als ze verder, ze kunnen de ontwikkeling van lever mislukking of kanker.

De Penn team gebruikt prenatale gen bewerken in muis-modellen van HT1 te verbeteren leverfunctie—in essentie om het verminderen van de effecten van de dodelijke mutatie. Zij meldden dat de behandelde muizen tentoongesteld verbeterde de leverfunctie en gezonder waren dan muizen die ontvangen nitisinone.

In plaats van CRISPR-Cas9, die volledig DNA-segmenten, ze in dienst van een systeem genaamd base-editor 3 (LE3), die een enzym op een specifieke plaats in het DNA van de levercellen. Ze wilden laten zien dat LE3 kan zijstap een gemeenschappelijk probleem met CRISPR-Cas9, en dat is dat na het DNA wordt geknipt, wordt het herstelproces kan leiden tot onbedoelde genetische fouten.

Het enzym gemodificeerde een genetische sequentie te produceren de therapeutische effecten bij de foetus muizen. Na de geboorte, de muizen uitgevoerd stabiele hoeveelheden LE3-bewerkt lever cellen voor drie maanden aan de onderzoekers gemeld.

“We zijn ook van plan om het gebruik van dezelfde basis-bewerken techniek niet alleen te verstoren, een mutatie van de effecten, maar om direct de juiste mutatie,” zegt co-auteur Kiran Musunuru, M. D., D. Ph., hoogleraar in de geneeskunde aan de Penn in een verklaring.

GERELATEERD: EEN betere enzym voor CRISPR-gen bewerken?

In een aparte studie, onderzoekers van de ETH Zürich in Zwitserland gericht op de ziekte fenylketonurie, dat is een stofwisselingsziekte, die vraagt om een speciaal dieet te controleren, vergelijkbaar met HT1. De ziekte wordt veroorzaakt door een erfelijke mutatie in het gen dat verantwoordelijk is voor de productie van de lever-enzym fenylalanine-hydroxylase. Zonder het enzym, het lichaam niet kan verteren van fenylalanine, wat resulteert in een verscheidenheid aan symptomen, zoals atopische dermatitis, epilepsie en cognitieve vertragingen.

Het team nam het CRISPR-Cas9 en voegde een enzym heet cytidine remt. Het enzym omgezet in de DNA-basenparen die ervoor zorgt dat fenylketonurie in een gezonde base pair, volgens een verklaring. Tot 60% van alle kopieën van het gemuteerde gen werden gecorrigeerd in de levers van volwassen muizen. Als een resultaat, niveaus van phenylalanine gedaald naar het normale, de wetenschappers gemeld. De dieren vertoonden geen symptomen van de ziekte, worden ze toegevoegd.

“Het gebruik van een base-editor was de sleutel tot ons succes,” zei de primaire auteur van de studie, Lukas Villiger, een promovendus aan de ETH in Zürich, in de verklaring. De originele techniek voor base bewerken werd ontwikkeld aan het Massachusetts Institute of Technology, legde hij uit, maar dat zijn team had te “sleutelen rond” te krijgen om te werken in fenylketonurie, hij zei in de verklaring.

Terwijl de twee onderzoeken leveren bewijs van concept voor het gebruik van gemodificeerde CRISPR te corrigeren erfelijke ziekte-veroorzakende mutaties, beide onderzoeksteams erkent dat meer werk moet worden gedaan voordat hun gen-technieken voor het bewerken kan geprobeerd worden in mensen.

De Penn team gebruikt adenovirus vectoren te leveren CRISPR en LE3, maar de wetenschappers zijn momenteel op zoek naar alternatieve methoden, zoals lipide nanodeeltjes, waarvan zij hopen dat het verlagen van het risico van onbedoelde immuunrespons. De ETH team is van plan een follow-up dier studie om te bevestigen dat hun basis-editing systeem niet verhogen het risico van de invoering van off-target mutaties die kunnen leiden tot onbedoelde effecten zoals kanker. De Zwitserse onderzoekers zijn ook van plan studies in grotere dierlijke modellen, zoals varkens, die hebben een lever die zijn meer vergelijkbaar met die van de menselijke levers dan die van de muizen.