Wissenschaftler, die für die Gentherapie zu verwirklichen haben eine große Hürde zu lösen : wie man die natürlichen Abwehrkräfte einer Blutstammzell umgehen und effizient einfügen krankheitsbekämpfender Gene in das Genom der Zelle .
In einer neuen Studie von Professor Bruce Torbett am Scripps Research Institute ( TSRI ) führte ein Team von Forscher berichten , dass das Medikament Rapamycin, die üblicherweise verwendet wird, um das Krebswachstum verlangsamen und die Abstoßung von Organen zu vermeiden, ermöglicht die Bereitstellung einer therapeutischen Dosis von Genen für Blutstammzellen unter Wahrung Stammzellfunktion .
Diese Erkenntnisse , seit kurzem online vor dem Druck durch die Fachzeitschrift Blood veröffentlicht wurde, könnte zu einer effektiveren und erschwingliche langfristige Behandlung von Erkrankungen der Blutzellen führen, dass Mutationen in der DNA verursachen abnormales Zellfunktionen , wie in Leukämie und Sichelzellen Anämie .
Die Verbesserung der Gentransfer auf Blut-Stammzellen
Viren infizieren den Körper , indem Sie ihr eigenes genetisches Material in menschlichen Zellen. Bei der Gentherapie haben Wissenschaftler jedoch " entkernt " Viren, wie das menschliche Immunschwäche- Virus ( entwickelte HIV ) , Zur Herstellung von sogenannten " viralen Vektoren . " Virale Vektoren tragen therapeutischer Gene in Zellen ohne Viruserkrankung . Torbett und andere Wissenschaftler haben gezeigt, dass HIV -Vektoren können Gene für Blutstammzellen zu liefern.
Für eine Krankheit wie Leukämie oder Leukodystrophie , wo Mutationen in der DNA verursachen abnormales Zellfunktion, effiziente Ausrichtung der Stammzellen , die diese Blutzellen könnte ein erfolgreicher Ansatz zur Eindämmung der Krankheit und veranlasst den Körper, um gesunde Blutzellen zu produzieren.
"Wenn Sie eine genetische Veränderung in Ihrem Blut-Stammzellen zu produzieren , wenn Sie fünf Jahre sind , lebenslanges sind diese Veränderungen ", sagte Torbett . Weiterhin können die genveränderte Stammzellen in viele Arten von Zellen, die im ganzen Körper zu reisen, um therapeutische Wirkungen bereitzustellen entwickeln .
Da Zellen Abwehrmechanismen angepasst, um krankheitserregende Viren zu überwinden, entwickelt virale Vektoren können aus der effizienten Erbringung von Genen verhindert werden. Torbett sagte, dass , wenn Wissenschaftler extrahieren Blutstammzellen aus dem Körper zur Gentherapie , sind HIV- viralen Vektoren in der Regel in der Lage, Gene in nur 30 bis 40 Prozent von ihnen liefern . Für Leukämie, Leukodystrophie oder genetische Krankheiten, bei denen die Behandlung erfordert eine angemessene Anzahl von gesunden Zellen , die aus Stammzellen kann diese Anzahl für therapeutische Zwecke zu niedrig sein.
Diese Einschränkung aufgefordert Torbett und sein Team , darunter TSRI Doktorand Cathy Wang, der Erstautor der Studie , zu testen, ob Rapamycin könnte Lieferung eines Gens , um Blutstammzellen zu verbessern. Rapamycin wurde zur Bewertung ausgewählt , basierend auf ihrer Fähigkeit, das Eindringen von Viren und langsames Zellwachstum kontrollieren.
Die Forscher begannen durch die Isolierung von Stammzellen aus Nabelschnurblut . Sie setzten die Blutstammzellen auf Rapamycin und HIV-Vektoren entwickelt, um ein Gen für ein grün fluoreszierende Protein, das bewirkt, dass Zellen zum Leuchten zu liefern. Diese Fluoreszenz vorgesehen eine visuelle Markierung, die die Forscher verfolgen Gentransfer geholfen.
Die Forscher sah einen großen Unterschied in der Maus und menschliche Stammzellen mit Rapamycin , wo therapeutische Gene wurden in bis zu 80 Prozent der Zellen eingefügt behandelt. Diese Eigenschaft war noch nie in Rapamycin vor angeschlossen.
Hilfe für Blut-Stammzellen überleben
Die Forscher fanden auch , dass Rapamycin können Stammzellen aus so schnell , wenn aus dem Körper zur Gentherapie genommen Differenzierung zu halten. Dies ist wichtig, weil die Wissenschaftler Zeit, um auf extrahierten Blutstammzellen arbeiten - noch einmal diese Zellen aus dem Körper , zu differenzieren , wenn sie in anderen Arten von Blutzellen manipuliert und die Fähigkeit verlieren, wie Stammzellen bleiben und weitergeben therapeutische Gene beginnen sie .
"Wir wollten , dass die Bedingungen, die wir benutzen bewahren Stammzellen zu machen, so dass, wenn wir sie zurück zu transplantieren in unsere Tiermodellen wirken sie genau wie die ursprünglichen Stammzellen ", sagte Torbett . "Wir haben gezeigt , dass in zwei Gruppen von Tiermodellen , Stammzellen bleiben und produzieren genmodifizierten Zellen . "
Die Forscher hoffen, diese Methoden könnte eines Tages bei der Klinik. "Unsere Methoden könnten Kosten und die Menge der Zubereitung , die in Änderung Blutstammzellen mit viralen Vektor Gentherapie geht zu reduzieren ", sagte Wang . "Es wäre eine Gentherapie zu erreichen , viel mehr Patienten zu machen. "
Sie sagte, die nächsten Schritte zur Durchführung von präklinischen Studien mit Rapamycin mit Stammzellen in anderen Tiermodellen und dann sehen, ob die Methode ist sicher und wirksam in den Menschen sind . Das Team arbeitet auch , um die Dual- Wege von Rapamycin Methode der Aktion in Blutstammzellen zu beschreiben.