logo

Пользовательского поиска

Friday 21st of September 2018

Новые методы генной терапии исправляют мутацию в стволовых клетках пациента

PDF Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Вести из лабораторий
Автор: Administrator   
26.10.2011 14:09

 

 

2

 

(iStockphoto/Johan Swanepoel)

 

 

 

Группе ученых, возглавляемой исследователями из Института Сэнджера (Sanger Institute) Wellcome Trust и Кембриджского университета (University of Cambridge), впервые удалось скорректировать генную мутацию в стволовых клетках пациента. Мишенью экспериментов была мутация, ответственная за развитие цирроза печени и эмфиземы легких. Используя новейшие методы, исследователи скорректировали определенную последовательность генома пациента, удалили всю экзогенную ДНК и продемонстрировали, что «отремонтированный» ген работает нормально. Этот результат приближает к реальности персонализированную терапию.


Результаты серии экспериментов опубликованы в журнале Nature.

В своей работе исследователи использовали человеческие индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (hiPSCs), так как однажды перепрограммированные в чашке Петри эти клетки могут быть трансформированы в клетки широкого спектра тканей. Как считают ученые, стволовые клетки пациента со скорректированным генным дефектом, возвращенные затем в его организм, могут исправить эффекты мутации, вызвавшей данное заболевание. Чтобы сделать эту возможность реальностью, необходимы эффективные методы встраивания ДНК, корректировки нужного гена, удаления всей чужеродной информации и верификации произведенных изменений.

В этом исследовании ученые сосредоточили свое внимание на мутации в гене альфа1-антитрипсина – гене, который активен в печени, где он отвечает за выработку белка, защищающего от развития чрезмерно выраженного воспаления. У людей с мутантным альфа1-антитрипсином этот белок не может должным образом выделяться из печени, где он, оказываясь в ловушке, приводит, в конечном итоге, к циррозу печени и, как следствие, к эмфиземе легких. Это широко распространенное наследственное заболевание печени и легких, диагностируемое примерно у одного из 2000 человек с североевропейским происхождением.

Основываясь на предыдущем исследовании, проведенном в Кембриджском университете, которое показало, что путем перепрограммирования стволовых клеток можно трансформировать клетки кожи в клетки печени, ученые успешно «отремонтировали» ген альфа1-антитрипсина в клетках устойчивой линии, содержащей эту мутацию. Используя «молекулярные ножницы» для разрезания генома точно в нужном месте, они встроили правильный вариант гена с помощью носителя ДНК, называемого piggyBac. Последовательность piggyBac была впоследствии удалена из стволовых клеток, что позволило получить гепатоциты без каких-либо остаточных следов повреждения ДНК на месте коррекции.

Затем ученые доказали активность правильной копии гена в полученных ими клетках печени, продемонстрировав присутствие нормального белка альфа1-антитрипсина как in vitro, так и в экспериментах на мышах.

«Мы разработали новые системы таргетинга генов и интегрировали все компоненты для эффективной корректировки дефектов клеток пациента», - говорит профессор Алан Брэдли (Allan Bradley), Почетный директор Института Сэнджера. «Наши системы не оставляют за собой никаких следов манипулирования генетической информацией за исключением корректировки одного нужного нам гена. Это первые шаги, но, если эта технология будет применена на практике, она принесет большую пользу пациентам».


Иммунофлуоресценция показывает отсутствие полимерного белка А1АТ в гепатоцитоподобных клетках, полученных из скорректированных iPSCs. Показаны все формы А1АТ (левая панель) и неправильно свернутый полимерный А1АТ (средняя панель).

 

Иммунофлуоресценция показывает отсутствие полимерного белка А1АТ в гепатоцитоподобных клетках, полученных из скорректированных iPSCs. Показаны все формы А1АТ (левая панель) и неправильно свернутый полимерный А1АТ (средняя панель). (Фото: sanger.ac.uk)

 

 

 

«Это исследование представляет собой первый шаг к персонализированной клеточной терапии генетических заболеваний печени», - объясняет доктор Людовик Валье (Ludovic Vallier), старший научный сотрудник Медицинского исследовательского совета (Medical Research Council, MRC) и ведущий исследователь Центра биологии стволовых клеток и регенеративной медицины и Отделения хирургии MRC Кембриджского университета, занимающийся изучением биологии человеческих плюрипотентных стволовых клеток. «До клинического применения этой технологии нам нужно преодолевать еще множество препятствий, но теперь у нас есть инструменты, необходимые для продвижения к этой важнейшей цели».

При анализе стволовых клеток ученые обнаружили, что их геномы обычно содержат мутации, причина возникновения которых остается неизвестной. Однако с помощью самых передовых технологий секвенирования им удалось найти клетки с минимальным количеством мутаций, генетические последствия которых они могли изучить. Исследователи пришли к выводу, что для безопасного применения разработанной ими технологии необходим тщательный скрининг стволовых клеток.

На заключительном этапе проекта ученые взяли клетки непосредственно у пациента с дефицитом альфа1-антитрипсина и скорректировали эту мутацию точно так же, как в клетках устойчивой линии. «Исправленные» клетки вырабатывали нормальный белок альфа1-антитрипсин.

«Так как в настоящее время не существует методов лечения этого заболевания кроме трансплантации печени, и, учитывая увеличение объема средств на национальную программу по трансплантации печени вследствие резкого увеличения частоты заболеваний, срочно ищутся альтернативные методы лечения генетических и других заболеваний этого органа», - говорит Дэвид Ломас (David Lomas), профессор биологии дыхания Кембриджского университета, работающий над проблемой дефицита альфа1-антитрипсина в течение 20 лет. «Наше исследование – важнейший шаг к разработке методов лечения, улучшающих состояние и спасающих жизнь пациентов с такими заболеваниями».

 

 

По материалам

Clean correction of a patient's genetic mutation

 

Аннотация к статье Targeted gene correction of α1-antitrypsin deficiency in induced pluripotent stem cells

 

© «Новые методы генной терапии исправляют мутацию в стволовых клетках пациента». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на сайт LifeSciencesToday.

 

 

 

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday664
mod_vvisit_counterYesterday2264
mod_vvisit_counterThis week10111
mod_vvisit_counterLast week6312
mod_vvisit_counterThis month23750
mod_vvisit_counterLast month26517
mod_vvisit_counterAll days4114156

We have: 15 guests, 4 bots online
Your IP: 54.161.71.87
 , 
Today: Сен 21, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.