Ученые усовершенствовали метод генного редактирования гемопоэтических стволовых клеток

12.11.20158070

Команда исследователей из Университета Южной Калифорнии (University of Southern California, USC, США) и компании Sangamo BioSciences усовершенствовала метод геномного редактирования стволовых клеток крови. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Biotechnology.

«Генная терапия гематопоэтических стволовых и прогениторных клеток (HSPC) имеет огромный потенциал для лечения пациентов с ВИЧ и другими заболеваниями крови и иммунной системы. Метод генного редактирования позволяет совершить очень точные изменения в геноме клетки, что может исправить генетические мутации, способные вызвать развитие заболеваний», – говорит один из соавторов исследования Паула Кэннон (Paula Cannon), профессор молекулярной микробиологии и иммунологии, педиатрии, биохимии и молекулярной биологии, а также биологии стволовых клеток и регенеративной медицины из USC.

Несмотря на огромный потенциал применения таргетной генной медицины для терапии пациентов, редактирование генома человеческих HSPC оказалось непростой задачей, особенно самых примитивных и наименее дифференцированных клеток, которые обладают максимальной способностью превратиться в любой тип клеток крови.

Исследовательская команда Кэннон, работая с командой из Sangamo, использовала «генетические ножницы», называемые нуклеазой «цинковые пальцы» (ZFN, zinc finger nuclease), чтобы вырезать клеточную ДНК в определенной области. В норме клетка использует копию вырезаемой последовательности ДНК в качестве шаблона для восстановления разрыва ДНК. Во время этого процесса существует возможность внедрить новые последовательности ДНК или восстановить мутации, эффективно «обманывая» клетку и заставляя ее провести генетическое редактирование.

Чтобы доставить в клетку таргетную нуклеазу и новую ДНК-матрицу, ученые могут использовать различные носители или векторы, в том числе вирусы и матричную РНК (мРНК).

Исследовательская команда обнаружила высоко эффективный способ доставки новой ДНК-матрицы, используя специфический тип вирусного вектора, известный как аденоассоциированный вирус (AAV, adeno-associated virus) серотипа 6, который естественным образом проникает в HSPC. В то же самое время ученые продемонстрировали, что доставка ZFN также возможна и в качестве короткоживущих мРНК – молекула ДНК была точно разрезана и восстановлена без нарушения целостности клеток. Комбинирование двух методов доставки дало возможность внедрить ген в точном месте даже в самых примитивных человеческих HSPC с беспрецедентным уровнем эффективности, составившим от 15-40%.

Затем исследователи пересадили генетически измененные человеческие HSPC в иммунодефицитных мышей, и результаты их исследования показали, что клетки размножились и дифференцировались в различные типы клеток крови, в ДНК каждого из которых сохранились внесенные изменения.

«Результаты нашего исследования приближают нас к применению метода генного редактирования при лечении заболеваний крови и иммунной системы человека», – говорит один из авторов исследования Майкл С. Холмс (Michael C. Holmes), вице-президент в области исследований в компании Sangamo BioSciences.

По материалам University of Southern California

Оригинальная статья:
Jianbin Wang, Colin M Exline, Joshua J DeClercq, G Nicholas Llewellyn, Samuel B Hayward, Patrick Wai-Lun Li, David A Shivak, Richard T Surosky, Philip D Gregory, Michael C Holmes, Paula M Cannon. Homology-driven genome editing in hematopoietic stem and progenitor cells using ZFN mRNA and AAV6 donors. Nature Biotechnology, 2015; DOI: 10.1038/nbt.3408


Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Вернуться к списку статей