DNA-tutkimus

geeniterapia on tekniikka, jossa potilaan soluihin lisätään toiminnallisia geenejä toimintahäiriöisten geenien tilalle. Tekniikassa käytetään tyypillisesti muunneltuja viruksia tuottamaan haluttua geneettistä materiaalia isännän soluihin. Koska virus luonnollisesti tunkeutuu ja geneettisesti muuttaa soluja, se tekee siitä täydellisen ehdokkaan valikoivasti manipuloida solun perimää. Näiden virusten virulentit geenit poistetaan ja korvataan halutuilla kiinnostavilla geeneillä, jotta potilaat eivät sairastuisi, vaan heille annetaan toimivat geenit.

Tämä on tehokas hoidettaessa tiloja, kuten talassemia, veritauti aiheuttama geneettinen mutaatio. Korvaamalla tämän geneettisen mutaation funktionaalisella geenillä geeniterapia hoitaa tilaa ja mahdollistaa potilaan toiminnallisten verisolujen tekemisen.

In Vivo-geeniterapia

geeniterapiaan on kaksi eri lähestymistapaa: in vivo (kehon sisällä) ja ex vivo (kehon ulkopuolella). In vivo tehtynä muunneltu virus ruiskutetaan suoraan potilaan kehon alueelle epänormaaleja soluja. Tästä on erityistä hyötyä silloin, kun vain tietyt solut tarvitsevat geenimanipulaatiota, kuten silloin, kun aivosoluja kohdellaan Parkinsonin taudin ja verkkokalvon sairauksien hoidossa.

useat virusluokat ovat kiinnostavia geeniterapian antamisessa, kuten herpesvirukset ja retrovirukset, mutta adenovirusperhe (myös flunssat) oli erityisen kiinnostava varhaisissa in vitro-kokeissa. Valitettavasti tämän luokan virus voi herättää immuunivasteen, joka asettaa potilaat vaaraan.

tutkijat ovat nyt siirtäneet painopistettä kohti adenoon liittyvää virusta (AAV) geeniterapiassa, koska sillä ei ole geenejä, joita tarvitaan itse leviämiseen. Tutkijat siirtävät adenoviruksen haitatonta DNA: ta AAV: hen, jotta se voisi tehokkaasti antaa geeniterapiaa.

Ex Vivo-geeniterapia

Ex vivo-geeniterapia sen sijaan sisältää veren / luuytimen uuttamista potilaasta ja kypsien ja epäkypsien solujen erottelua. Epäkypsiin soluihin lisätään kiinnostava geeni, joka siirretään potilaan verenkiertoon. Nämä solut kulkeutuvat sitten luuytimeen, missä ne lisääntyvät nopeasti ja korvaavat kaikki vialliset solut.

tätä menettelyä käytettiin ZYNTEGLON, Bluebirdin aiemmin mainitun beetatalassemian geeniterapian yhteydessä. ZYNTEGLO tehdään poistamalla hematopoieettiset kantasolut (”epäkypsiä verisoluja”) potilaalta, jossa virus lisää funktionaalisen beta globin-geenin funktionaalisen kopion näihin soluihin ja palauttaa nämä funktionaaliset kantasolut potilaalle. Erikoissairaanhoidon on määrä käynnistyä ensi vuonna huikeat 1,8 miljoonaa dollaria.

ex vivo-hoitoa on käytetty myös vaikean yhdistetyn immuunipuutoksen tai kuplapojan oireyhtymän hoidossa. Terapiassa hyödynnetään HI-viruksen kaltaisia retroviruksia, jotka ovat erittäin hyviä työntämään geeninsä isäntäsoluihin. Yli 30 potilasta on saanut tätä SCID-hoitoa ja yli 90% hoidetuista on remissiossa. Tämä on paljon lupaavampi lähestymistapa kuin luuydinsiirto, joka tuottaa 50% remissioprosentti.

CRISPR-Cas9-Geenimuokkaus

CRISPR-Cas9 löydettiin bakteerin immuunijärjestelmästä, jossa sitä käytetään puolustautumaan tunkeutuvaa viruksen DNA: ta vastaan ja deaktivoimaan sitä. Cas9 on endonukleaasi eli entsyymi, joka pystyy selektiivisesti leikkaamaan DNA: ta. Cas9-entsyymi kompleksoituu opas-RNA-molekyylin kanssa muodostaen niin sanotun CRISPR-Cas9: n.

ensinnäkin Cas9 paikantaa tietyn geneettisen alueen, joka tunnetaan nimellä PAM eli protospacerin viereinen motiivi. Kun Cas9 sitoo PAMin, opas-RNA ryhtyy purkamaan osaa DNA: sta. Tässä oppaassa on geneettinen sekvenssi, joka täsmää DNA: n ainutlaatuiseen alueeseen, ja kun tämä on sidottu, Cas9 leikkaa tämän DNA-segmentin kuin sakset. Solu yrittää korjata tämän poiston virhealtista tavalla, joka usein johtaa mutatoituneisiin segmentteihin. Tästä on hyötyä tietyn geenin tyrmäämisessä eli”sammuttamisessa”.

tutkijat alkavat manipuloida Cas9-entsyymiä tekemään muutakin kuin tekemään viiltoja. Lisäämällä erilaisia entsyymejä Cas9: ään tutkijat voivat muokata tiettyjä nukleotidien emäspareja, geneettisen materiaalin rakennusaineita. Näin he voivat juuri muokata geeniä muuttaakseen sen sairautta aiheuttavasta muodosta terveeksi geeniksi.

CRISPR-Cas9: ää voidaan antaa sekä in vivo, kultananopartikkelien kaltaisen pakatun jakeluajoneuvon kautta, että ex vivo zynteglo-järjestelmän kaltaisella tavalla (jos virus korvattiin CRISPR-Cas9: llä). Katso alla olevalta videolta animaatioita CRISPRIN eri sovelluksista.

Tämä on runsasta. Yhdistämällä potilaat (w / kammiotakykardia)-johdettu indusoitu pluripotent kantasoluja, geeniterapia, #optogenetics, #CRISPR, elin-on-a-siru, luoda ”liikunta testi lautasen” askel kohti cure. https://t.co/4FrQUZoVOO pic.twitter.com/jx29UNI8Xu

– Eric Topol (@EricTopol) July 17, 2019