Подход использует технологию под названием CRISPR/Cas9, чтобы исправить генетические мутации, которые вызывают болезнь. Исследование, которое было во главе с апрелем co-ведущих-авторов Пайлом и Мелиссой Спенсер и первым автором Кортни Янг, было опубликовано в журнале Cell Stem Cell.
Исследователи проектировали подход, чтобы быть полезными в клиническом урегулировании в будущем.«Этот метод, вероятно, на расстоянии в 10 лет от того, чтобы быть проверенным у людей», сказал Спенсер, преподаватель невралгии в Медицинской школе Дэвида Геффена Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, соруководителе Центра Мышечной дистрофии Duchenne в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе и члене Широкого Центра Исследования стволовых клеток, «Важно, чтобы мы сделали все необходимые шаги, чтобы максимизировать безопасность, быстро принося терапевтическое лечение пациентам в клинических испытаниях».Duchenne, как правило, происходит посредством одной мутации в гене, названном dystrophin, который делает белок с тем же самым именем. У людей без болезни dystrophin белок помогает укрепить и соединить мышечные волокна и клетки.
Есть сотни мутаций в dystrophin гене, который может привести к болезни, но у 60 процентов людей с Duchenne, их мутация произойдет в определенной горячей точке гена.Мутации Duchenne вызывают неправильно низкое производство dystrophin белка, который в свою очередь заставляет мышцы ухудшаться и прогрессивно становиться более слабыми. Признаки обычно начинаются в раннем детстве; пациенты постепенно теряют подвижность и как правило умирают от сердечной недостаточности или нарушения дыхания вокруг возраста 20.
Некоторые текущие лекарства могут лечить симптомы болезни, но ни один не может остановить развитие болезни или значительно улучшить качество жизни пациентов – и в настоящее время нет никакого способа полностью изменить или вылечить болезнь.Сосредоточение на горячей точкеПлатформа, развитая исследователями Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, сосредотачивается на горячей точке dystrophin гена.Чтобы проверить платформу, они получили клетки кожи от соглашающихся пациентов в Центре Мышечной дистрофии Duchenne, у всех из которых были мутации, которые находились в пределах dystrophin генной горячей точки.
Исследователи повторно запрограммировали клетки, чтобы создать вызванные плюрипотентные стволовые клетки в ПОСЛУШНОМ С FDA средстве на Широком Центре Исследования стволовых клеток; использование этого средства – важный шаг в процессе, когда преклиническое исследование перемещается к клиническим испытаниям на людях. У вызванных плюрипотентных стволовых клеток или клеток IPS, есть способность стать любым типом клетки человека, также поддерживая генетический код от человека они произошли из.Затем, ученые удалили мутации Duchenne в клетках IPS, используя генную платформу редактирования, которую они развивали, который использует технологию CRISPR/Cas9. (CRISPR обозначает «сгруппированные короткие палиндромные повторения, в которых регулярно делают интервалы».) платформа предназначается и удаляет определенные области горячей точки dystrophin гена, который питает 60 процентов мутаций Duchenne, которые восстанавливают недостающий белок.CRISPR/Cas9 – естественная реакция что использование бактерий, чтобы бороться с вирусами.
В 2012 ученые обнаружили, что они могли приспособить процесс, чтобы сделать сокращения определенных последовательностей ДНК человека. Одна часть системных действий CRISPR/Cas9 как навигационная система и может быть запрограммирована, чтобы искать определенную часть генетического кода – мутация, например. Вторая часть системы может сократить мутации из генетического кода, и в некоторых случаях может заменить мутацию нормальной генетической последовательностью.Как только исследователи Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе произвели клетки IPS, которые были лишены мутаций Duchenne, они дифференцировали клетки IPS в сердечные клетки мышцы и скелетной мышцы и затем пересадили клетки скелетной мышцы в мышей, у которых была генетическая мутация в dystrophin гене.
Они нашли, что пересаженные мышечные клетки успешно произвели человеческий dystrophin белок.Результатом было самое большое удаление, когда-либо наблюдаемое в dystrophin гене, используя CRISPR/Cas9, и исследование было первым, чтобы создать исправленные человеческие клетки IPS, которые могли непосредственно восстановить функциональную мышечную ткань, затронутую Duchenne. (Ранее, ученые использовали CRISPR/Cas9, чтобы восстановить мутации, которые затрагивают меньшие числа людей с Duchenne, и в типах клетки, которые были не обязательно клинически релевантны.)«Эта работа демонстрирует выполнимость использования единственной генной платформы редактирования плюс регенеративная сила стволовых клеток исправить генетические мутации и восстановить dystrophin производство для 60 процентов пациентов Duchenne», сказал Пайл, адъюнкт-профессор микробиологии, иммунологии и молекулярной генетики и члена Широкого Центра Исследования стволовых клеток.
Личная связьМолодой, Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе преддокторский товарищ и президент группы студента Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе под названием Союзники Мишки для Duchenne, особенно увлечено исследованием Duchenne, потому что у нее есть кузен с болезнью.
«Я уже знал, что интересовался наукой, поэтому после диагноза моего кузена, я решил посвятить свою карьеру нахождению лечения для Duchenne», сказал Янг. «Это делает все намного более значащим, зная, что я делаю что-то, чтобы помочь всем мальчикам, которые приедут после моего кузена. Я чувствую, что способствую, и я взволнован, потому что область исследования Duchenne продвигается в действительно положительном направлении».
Мышечная дистрофия Duchenne наиболее распространена и тяжела из 30 форм мышечной дистрофии.Исследователи Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе планируют разработать стратегии, чтобы проверить Duchenne-определенную платформу CRISPR/Cas9, чтобы лечить заболевание у животных как следующий шаг к совершенствованию метод, который может использоваться в людях.Платформа CRISPR/Cas9 для Duchenne, развитого учеными Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, еще не доступна в клинических испытаниях и не была одобрена FDA для использования в людях.
Исследование было поддержано Программой Научного сотрудничества Выпускника Национального научного фонда, Национальный институт артрита, скелетно-мышечных и кожных заболеваний Национальных Институтов Здоровья, Поднялся Премия Исследования Фонда Холмов, Калифорнийский Институт Программы Мостов Регенеративной Медицины и Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе Широкий Центр Исследования стволовых клеток. ПОСЛУШНОЕ С FDA средство было поддержано грантом от Калифорнийского Института Регенеративной Медицины.