基因上调触发层粘连蛋白-α1蛋白的产生,使瘫痪的肢体复活

图像显示,从未治疗的(左)lama2缺陷小鼠分离的坐骨神经显示脱髓鞘的证据,治疗后改善(右)

来源:©Dwi U Kemaladewi and Prabhpreet S Bassi

从未经治疗的小鼠身上分离出来的坐骨神经(左)显示出脱髓鞘的迹象,治疗后得到改善(右)

加拿大和瑞典的研究人员使用了一种新的Crispr系统来逆转肌肉萎缩症(通常被认为是永久性的)对小鼠造成的伤害。临床前研究通常在症状被发现之前就对动物进行治疗罗纳德•科恩她是多伦多病童医院的总裁兼首席执行官。

科恩说:“我们现在的研究结果表明,治疗的窗口可能确实更宽了。必威体育 红利账户.他补充说,这一点很重要,因为所有患者“目前都是在症状已经出现的时候被诊断出来的”。研究人员目前正在探索与工业界的合作伙伴关系,以将研究带入临床试验。

肌肉萎缩症有很多种形式,每一种都是由一种基因突变引起的,这种基因告诉身体要制造一种重要的肌肉蛋白质。这种治疗的靶点MDC1A,与不能正常工作的层粘连蛋白α2版本一起出现。每3万名儿童中就有一名患有MDC1A,通常会导致出生时肌肉无力,这意味着许多患者无法行走。青春期过后,他们可能会出现危及生命的呼吸问题。

一个基因可以帮助所有人

目前对MDC1A的治疗只能减缓疾病的进展。研究人员寻找更好的治疗方法,通常针对有问题的突变。然而,这带来了实际的挑战,因为有许多可能的突变,所以每个突变的小患者群体都需要量身定制的治疗。

瑞典隆德大学的Madeleine Durbeej一直在研究另一种处理层粘连蛋白α2缺失的方法。她的方法利用了一个事实,即MDC1A患者有一种叫做LAMA1的基因的工作版本,它可以告诉细胞制造一种类似的蛋白质,层粘连蛋白-α1。“上调”该蛋白的产生应该使其能够替代层粘连蛋白-α2。

Crispr方法以提供一种“卫星导航和剪刀组合”找到基因序列并将其切割。上调LAMA1基因需要使剪刀变钝,使crispr相关蛋白9 (Cas9)发生突变,使这种酶不能切割。Cohn, Durbeej和同事们还将他们的核酸酶缺陷Cas9 (dCas9)连接到一种叫做VP16的蛋白质的四个拷贝上,这种蛋白质可以上调层粘连蛋白α1的产生。

小而隐蔽

研究人员还必须在他们的Crispr-dCas9卫星导航能够访问他们的目标基因之前,将这些蛋白质偷运过细胞壁边界。腺相关病毒载体(AAV)已经成为这种走私的常规选择,包括在基因治疗中,因为它们不会引发不良的免疫系统反应。然而,它们也有一个明显的缺点:它们只能装载相对较小的货物。因此,Cohn和Durbeej的团队将Cas9从金黄色葡萄球菌,它比研究人员常用的Cas9小得多调用组合系统SadCas9。

科学家们测试了他们的aav携带SaMDC1A小鼠在出生时无法移动后腿。三周后,研究人员给四组三只老鼠不同的治疗剂量和形式。七周后,给小鼠注射了最高剂量的含有RNA分子的指导剂SadCas9可以移动它们的后腿。科恩说:“我们证明了CRISPR可以以一种与突变无关的方法充分上调疾病修饰基因,以纠正带有MDC1A的小鼠的表型。必威体育 红利账户

凯特爱德考克英国肌肉萎缩症研究和创新主任,称这项研究是“一项令人兴奋的研究”,它应该给患有MDC1A的人和他们的家人带来希望。她补充说:“在将任何治疗方法应用于临床之前,还有一段路要走。”“下一步我们将在其他动物模型上重复这项研究,然后再将其推广到人类身上。”

马库斯Ruegg来自瑞士巴塞尔大学Biozentrum的研究人员指出,这项研究重复了早期的发现,即层粘连蛋白-α1可以逆转MDC1A的作用。然而,随着Lama1对基因治疗来说是不是太大了Sa他补充说,dCas9方法需要产生一种治疗方法。然而,雷格警告说,不要被这些新想法的前景所淹没。“这确实是一项很好的概念验证研究,但仅此而已,”他说。