logo

Пользовательского поиска

Saturday 17th of November 2018

На помощь генной терапии приходит синтетическая биология

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Генная терапия
Автор: Administrator   
19.02.2015 06:49

 

2

(Фото: macularhope.org)


Новое слово в генной терапии – саморазрушающиеся векторы


Биоинженеры из Техасского университета в Далласе (The University of Texas at Dallas, UT Dallas) создали новую систему доставки генов, позволяющую избежать рисков, связанных с постоянным пребыванием терапевтического гена в клетке. На ее базе может быть разработана новая стратегия генной терапии для лечения заболеваний.


По мнению автора разработки аспиранта Школы инженерии и компьютерных наук Эрика Джонсона (Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science) Ричарда Тэплина Мура MS'11 (Richard Taplin Moore MS'11), по сравнению с другими разрабатываемыми в настоящее время методами генной терапии его подход имеет ряд явных преимуществ. Свою статью ученый и его коллеги опубликовали в журнале Nucleic Acids Research.

Доктор Леонидас Блерис (Leonidas Bleris) (слева) и Ричард Мур (Richard Moore) разработали новую систему доставки генов, способную изменить всю генную терапию.

 

Доктор Леонидас Блерис (Leonidas Bleris) (слева) и Ричард Мур (Richard Moore) разработали новую систему доставки генов, способную изменить всю генную терапию. (Фото: UT Dallas)

 

 

 

«При других генно-терапевтических подходах доставляемая терапевтическая генетическая информация может сохраняться в организме пациента в течение длительного времени, потенциально всю его жизнь», - объясняет Мур. «Эта необратимость является одной из причин того, что генно-терапевтическим методам так трудно получить разрешение на использование».

В своей статье исследователи описывают эксперименты, проведенные для доказательства состоятельности их концепции, в которых ген, несущий инструкции для синтеза определенного белка, «получает приказ» приступить к саморазрушению, как только клетка прочитает его инструкции и синтезирует определенное количество кодируемого им белка. Работая с изолированными клетками почки человека, ученые успешно доставили, а затем уничтожили тестовый ген, кодирующий красный флуоресцентный белок.

Чтобы определить, насколько хорошо данная система может работать в живом организме (и может ли вообще), нужны дополнительные исследования. Но такая система доставки предполагает более надежный контроль над количеством синтезируемого клеткой белка. Кроме того, так как в ДНК клетки не происходит необратимых изменений, этот метод позволяет обойти потенциальные проблемы, которые могут возникнуть, если ген будет доставлен в ненадлежащую область генома.

«Наша цель состояла в том, чтобы создать самоуничтожающуюся систему доставки терапевтических генов, позволяющую более эффективно контролировать доставленную ДНК путем ограничения времени ее нахождения в клетках», - продолжает Мур.

Находящиеся в ядре каждой клетки и состоящие из ДНК гены содержат инструкции для синтеза белков. Специальные клеточные механизмы «читают» эти инструкции и строят на их основе белки, которые затем выполняют различные функции, необходимые для поддержания жизни. Поврежденные или несущие мутации гены являются причиной появления в клетке белков с нарушенной функцией или отсутствия соответствующих белков, что приводит к развитию различных заболеваний.

Целью генной терапии является замена дефектных генов их здоровыми версиями. Как правило, здоровые гены «упаковываются» в механизм доставки, называемый вектором, транспортирующий генетический материал внутрь клеток. При использовании традиционных подходов доставленный в клетку ген интегрируется в ее геном навсегда.

При всей своей перспективности этот метод генной терапии сопряжен с серьезными рисками. Встраивание терапевтического гена в ДНК клетки в «неправильном» месте, например, слишком близко к гену, связанному с развитием рака, может активировать другие гены, в результате чего у пациента могут возникнуть проблемы со здоровьем, которые будут сохраняться на протяжении всей его жизни. В значительной степени именно поэтому Агентство по контролю над пищевыми продуктами и медикаментами США (US Food and Drug Administration) пока не одобрило коммерческого использования ни одного из таких методов, хотя клинические испытания многих генно-терапевтических методов ведутся сегодня по всему миру.

Взяв на вооружение синтетическую биологию, ученые из UT Dallas подошли к проблеме с нуля. Они объединили гены коровы, актинии, бактерий и вируса, поражающего насекомых, и создали из этих генов доставочный вектор. В своем родном организме каждый ген выполняет определенную функцию, но их новая конфигурация позволила использовать эти функции в новых целях.

Например, один из включенных в вектор бактериальных генов содержит инструкции по синтезу белка каспаза Cas9, разрезающего и разрушающего другие гены. У бактерий Cas9 помогает бороться с вторжением чужеродной генетической информации, но в синтетическом векторе она видоизменена таким образом, что служит в качестве механизма саморазрушения самого вектора.

«Когда мы только начали свой проект, мы относились к нему, как к сериалу «Миссия невыполнима». Это отражало как исходные трудности в достижении нашей цели, так и судьбу сообщений в этом сериале, где инструкции для команды секретных агентов оперативно самоуничтожаются после того, как их прочитали или прослушали», - комментирует исследование его руководитель д-р Леонидас Блерис (Leonidas Bleris), доцент кафедры биоинженерии UT Dallas. «В наших экспериментах клеточные механизмы «читают» инструкции в векторе и создают на их основе флуоресцентный белок, а также белок, который разрушает сам вектор».

По мнению д-ра Блериса, этот метод перспективен не только с точки зрения доставки генов, кодирующих терапевтические белки, но и для защиты интеллектуальной собственности.

«С помощью этого метода фармацевтические компании могли бы доставлять терапевтический вектор, а затем разрезать его. Он не может быть восстановлен никем, кто хотел бы его перепроектировать», - заключает ученый.

 

 

По материалам

Team Creates New Approach to Gene Therapy

 

Оригинальная статья:

Richard Moore, Alec Spinhirne, Michael J. Lai, Samantha Preisser, Yi Li, Taek Kang and Leonidas Bleris. CRISPR-based self-cleaving mechanism for controllable gene delivery in human cells

 

Источник: NanoNewsNet

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday430
mod_vvisit_counterYesterday819
mod_vvisit_counterThis week6236
mod_vvisit_counterLast week5343
mod_vvisit_counterThis month13138
mod_vvisit_counterLast month40524
mod_vvisit_counterAll days4182168

We have: 48 guests, 2 bots online
Your IP: 54.159.44.54
 , 
Today: Ноя 17, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.