211service.com
Bevæpne kropper med CRISPR for å bekjempe Huntingtons sykdom og ALS
UC San Diego Helse.
Genredigeringsverktøyet CRISPR er basert på et naturlig forsvarssystem innebygd i bakterieceller som gjenkjenner og ødelegger invaderende viralt DNA.
Hva om vi kunne legge til den samme angrepsmekanismen til våre egne celler? En bioteknologisk oppstart, Locana , prøver å gjøre nettopp det ved å sette inn CRISPR-maskineriet i menneskelige celler for å utruste kroppen til å bekjempe Huntingtons sykdom og amyotrofisk lateral sklerose, også kjent som Lou Gehrigs sykdom.
For å gjøre det, gjenbruker Gene Yeo, selskapets medstifter og professor i cellulær og molekylær medisin ved University of California, San Diego, School of Medicine, CRISPR til å gå etter et annet mål: RNA, budbringermolekylet som er involvert i overføring og dekoding av genetisk informasjon som er lagret i DNA.
Ved sykdommer som ALS, Huntingtons og noen typer muskeldystrofi, bygges RNA opp og lager avvikende proteiner som forårsaker sykdom. Yeo sier at han er spesielt interessert i disse sykdommene fordi de ikke har noen effektive terapier og kan være dødelige. Han ønsker å bruke CRISPR til å ødelegge giftige RNA og reversere de ødeleggende effektene av sykdom.
Normalt bruker CRISPR et skjæreprotein kalt Cas9 som gjenkjenner og hakker opp ønsket DNA, og eliminerer et mutert gen. Yeo og teamet hans modifiserte Cas9 for å la DNA være i fred og i stedet binde seg til og kutte problematisk RNA.
I en studie publisert i august , Yeo og kollegene hans brukte CRISPR-Cas9 for å ødelegge feilaktige gjentakelser i RNA-sekvenser. Da det ble testet i laboratoriet, utslettet Yeos CRISPR-verktøy 95 prosent eller mer av disse RNA-knutene i celler som huser Huntingtons sykdom og en type ALS.
Forskerne testet også tilnærmingen på en form for arvelig muskeldystrofi, kalt myotonisk dystrofi. De var i stand til å eliminere 95 prosent av defekte RNA-er i muskelceller tatt fra pasienter. Etter at de brukte CRISPR, lignet de en gang syke cellene friske. Yeo tror mer enn 20 genetiske sykdommer som er forårsaket av giftige RNA-repetisjoner potensielt kan behandles på denne måten.
Å slå ned disse RNA-ene er imidlertid bare midlertidig. RNA regenereres konstant, så nivået i cellene går til slutt tilbake til det normale etter noen dager til en uke. Yeo sier at det faktisk er en fordel ved å bruke CRISPR for å målrette RNA i stedet for DNA - effektene er ikke varige.
Med RNA-målretting er det ingen permanent, irreversibel skade på genomet, sier Yeo.
Dette vil tillate forskere å gjøre midlertidige endringer i RNA og teste effekten på dyr før de injiserer mennesker med en eksperimentell CRISPR-terapi. Yeo og andre laboratorier designer molekyler som kan stenge denne prosessen hvis noe går galt.
En terapi med midlertidig effekt vil virke bedre i noen tilfeller, for eksempel ved tilstander som ikke er livstruende eller infeksjonssykdommer som kun krever kortvarig behandling. Men for å behandle ALS eller Huntingtons sykdom over en persons levetid, trenger du noe som varer lenger enn bare noen få dager eller en uke.
Så Yeo designer en viruskapsel for å frakte CRISPR-maskineriet til de riktige cellene. Disse virale leveringsskyttlene ville tillate Cas-proteinet å holde seg i en persons celler lenger – ideelt i årevis, og gjøre Cas om til et miniarsenal for å holde uregjerlig RNA i sjakk.
Mitchell O'Connell, assisterende professor i biokjemi og biofysikk ved University of Rochester Medical Center, sier at tilnærmingen sannsynligvis vil kreve gjentatte behandlinger gjennom årene. Det er forskjellig fra å bruke CRISPR for å redigere DNA, som ville være en engangsinjeksjon eller prosedyre.
O'Connell og andre som studerer CRISPR for å målrette RNA, tror denne funksjonen kan gjøre tilnærmingen tryggere enn DNA-redigering. Bruk av CRISPR til å redigere gener medfører risiko for mutasjoner utenfor målet – uønskede genetiske kutt som kan forårsake alvorlige bivirkninger hos pasienter, som kreft. Så langt sier Yeo at han har sett få effekter utenfor målet ved å forfølge RNA. Han tror det er fordi RNA er et mer spesifikt mål.
Dette kan økes raskere fordi det ikke er så farlig, sier O'Connell.
Andre forskere er også interessert i å bruke CRISPR for å gå etter RNA. Feng Zhang, en forsker ved Broad Institute of MIT og Harvard, publiserte denne uken et papir i Natur , hvor han viste at et annet skjærende protein kjent som Cas13 kunne brukes til å oppdage, skjære i skiver og spore RNA i menneskelige celler. Tidligere brukte Zhangs laboratorium CRISPR-Cas13 for å målrette RNA i bakterieceller.
I den nye studien brukte Zhang og hans kolleger det samme CRISPR-redigeringssystemet for å redusere RNA-nivåer uttrykt av tre gener assosiert med kreft.