Wissenschaftler Ebene nahtlos Genkorrektur der beta- Thalassämie -Mutationen in Patienten-spezifischen Zellen

Eine große Hürde bei der Gentherapie ist die effiziente Integration eines korrigierten Gens in das Genom eines Patienten ohne Mutation von Off-Target- Websites . In einem Papier, in Genome Research , haben Wissenschaftler CRISPR / Cas Genom Bearbeitungstechnikverwendet werden, um nahtlos und effizient korrigieren krankheitsverursachende Mutationen in Zellen von Patienten mit β -Thalassämie .


Dieses Bild stellt Blutkörperchen mit korrigierten HBB Mutationen von Patienten-spezifischen Hautzellen ab.
Bildnachweis: Mit freundlicher Genehmigung von Fei Xie, University of California, San Francisco.

β -Thalassämie Ergebnisse von ererbten Mutationen der DNA im Hämoglobin beta ( HBB ) -Gens , was zu einer reduzierten HBB Expression in den roten Blutzellenund in den schwersten Formen , Anämie . Die einzige etablierte kurative Behandlung ist Stammzelltransplantation ; aber diese Behandlung erfordert eine passenden Spender . Gentherapie, die einen korrigierten Kopie eines Gens in die Zellen des Patienten führt , könnte die Notwendigkeit für einen Spender zu umgehen. Frühere Versuche unter Verwendung eines Virus , zufällig Einfügen eines normalen Gens in das Genom wurde erfolgreich in einer β -Thalassämie Patienten , aber die langfristige Wirkung der viralen Insertion ist noch nicht bekannt.

Um HBB Mutationen direkt in das Genom eines Patienten zu korrigieren, Forscher zunächst erzeugten induzierten pluripotenten Stammzellen oder iPS-Zellen aus Hautzellen von Patienten. Der wirkliche Durchbruch kam, als sie angewendet CRISPR / Cas9 genau Ingenieur ein Doppelstrang -DNA- Pause an der HBB -Locus in diesen Zellen , so dass ein Donor-Plasmid mit den korrigierten Websites, um effizient zu integrieren und ersetzt damit die mutierten Webseiten . Das Donor-Plasmid enthielt auch selektierbare Marker , um Zellen mit korrigierten Kopien des Gens zu identifizieren. Diese selektierbaren Marker wurden anschließend mit Transposase und eine zweite Runde der Selektion entfernt , wodurch ein nahtloses , korrigierte Version HBB im Genom des Patienten.

Wichtig ist, konnten die Forscher die korrigierten iPS-Zellen zu reifen Blutzellen , und diese Blutzellen zeigte, wiederhergestellt Ausdruck von Hämoglobin unterscheiden. Allerdings ist viel Arbeit erforderlich, bevor diese Zellen könnte wieder in einen Patienten zur Behandlung von β -Thalassämie transplantiert werden . "Obwohl wir und andere sind in der Lage, iPS-Zellen in den Blutvorläuferzellensowie reifen Blutzellen zu differenzieren, ist die Transplantation der Vorläuferzellen in Maus-Modellen zu testen sich bisher als sehr schwierig", sagte Senior Autor Yuet Wai Kan an der Universität Kalifornien, San Francisco. "Ich glaube, es wird ganz ein paar Jahre dauern, bis wir es in einem klinischen Umfeld anzuwenden. "