Это протяжение ДНК, названной усилителем, управляет молекулярным выключателем BCL11A. Этот выключатель, в свою очередь, определяет, производит ли эритроцит взрослую форму гемоглобина – который в SCD видоизменен – или эмбриональная форма, которая незатронута и противодействует эффектам мутации серпа. Другие исследования указывают, что у пациентов серповидного эритроцита с поднятыми уровнями эмбрионального гемоглобина есть более умеренная форма болезни.
Новое Изучение природы – во главе со Стюартом Оркином, Мэриленд и Даниэлом Бауэром, Мэриленд, доктор философии, Детской Даны-Фарбер/бостона, и Фэн Чжан, доктор философии, Широкого Института MIT и Гарварда – были поощрены открытием, что естественные выгодные изменения в последовательности ДНК в этом усилителе набирают вниз BCL11A только в эритроцитах.Чтобы подражать и улучшить эффекты этих изменений, исследовательская группа использовала недавно развитые основанные на CRISPR генные инструменты редактирования, чтобы систематически исключить крошечные разделы ДНК, постепенной вдоль всей длины усилителя в стволовых клетках крови от человеческих дарителей.
Они тогда позволили клеткам назревать в эритроциты и нашли, что сумма эмбрионального гемоглобина произведенные клетки увеличилась существенно. Эксперименты команды показали определенное местоположение в усилителе это, когда сокращенный приводит к производству высокого уровня эмбрионального гемоглобина.
Параллельные эксперименты в модели животных показали, что удаление этой части усилителя затронуло выражение BCL11A только в эритроцитах, не в свободном или клетках головного мозга, где BCL11A также активен. Эти результаты показывают, что эффекты ограничены эритроцитами, и что другие типы клетки незатронуты.«Не было никакого эффективного способа провести этот вид эксперимента до сих пор», сказали Бауэр, педиатрический hematologist/oncologist в Детской Дане-Фарбер/бостоне. «Наша цель состояла в том, чтобы сломать усилитель, а не зафиксировать мутацию гемоглобина, но сделать так очень точными способами, которые только возможны, так как генные технологии редактирования как CRISPR стали доступными».Интерес к исследованию потенциального клинического использования выключателя BCL11A вырос, так как лаборатория Оркина показала свою прямую роль в переходе от эмбрионального до взрослого гемоглобина по своей природе в 2009.
Другой важный шаг прибыл в 2013, когда журнал Science опубликовал их отчет открытия усилителя, который направляет выражение BCL11A только в эритроцитах.«Мы были теперь нацелены на модификатор модификатора вызывающего болезнь гена», объяснил Оркин, лидер Даны-Фарбер/бостона, Детской, кто занимает должность председателя педиатрической онкологии в Онкологическом институте Даны-Фарбера и объединенном руководителе гематологии/онкологии в Бостоне Детская Больница. «Это – совсем другой подход к лечению заболевания».
Данные предоставляют доказательство принципа, который предназначался, редактирует к усилителю BCL11A в стволовых клетках крови, мог быть привлекательный подход для лечения SCD и связал условия.«Эти эксперименты, возможно, показали генетическую Ахиллесову пяту серповидно-клеточной анемии», сказал Оркин. «Изменения к этим определенным частям усилителя имеют тот же самый эффект как выбивание целого усилителя в целом, предполагая, что это могло быть многообещающей стратегией перевести на клинику».
«Хотя фиксация самой мутации серпа казалась бы самым прямым подходом, оказывается, что стволовые клетки крови, окончательные цели этого вида терапии, намного более стойкие к генетическому ремонту, чем к генетическому разрушению», добавил Бауэр. «Поэтому создание единственной ДНК сократиться, который ломает усилитель только в стволовых клетках крови, могло быть намного более выполнимой стратегией».