Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • medtech
  • ММИФ-2018
  • Vitacoin

Генотерапия бета-талласемии

Разработан безопасный метод исправления мутаций кроветворных клеток

Олег Лищук, N+1

anemia1.jpg
Эритроциты мышей с бета-талассемией и здоровых животных (Yale University)

Американские ученые разработали метод генетической коррекции на основе пептидонуклеиновых кислот, который в эксперименте эффективно устранил симптомы бета-талассемии у мышей. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications (Bahal et al., In vivo correction of anaemia in β-thalassemic mice by γPNA-mediated gene editing with nanoparticle delivery).

Бета-талассемия – это наследственное заболевание, при котором нарушается синтез бета-субъединицы гемоглобина (бета-глобина). Это приводит к деформации и небольшому размеру эритроцитов и снижению продолжительности их жизни, повышенному количеству ретикулоцитов (незрелых эритроцитов) в крови, анемии разной степени тяжести и увеличению селезенки (иногда в десятки раз по сравнению с нормой).

Пептидонуклеиновые кислоты (ПНК) – это синтетические аналоги нуклеиновых кислот, в которых цепь из сахара (рибозы или дезоксирибозы) и остатков фосфорной кислоты заменена полиамидной псевдопептидной последовательностью, несущей азотистые основания. ПНК в виде олигомеров способны комплементарно связываться с нуклеиновыми кислотами. В случае двухцепочечной ДНК (ДНК/ДНК) некоторые ПНК могут вытеснять одну из цепей ДНК в комплементарном участке, образуя трехцепочечную спираль (ПНК/ДНК/ПНК). В живой клетке это приводит к запуску клеточных механизмов репарации (починки) ДНК. В присутствии «здорового» фрагмента ДНК эти механизмы восстанавливают геном в соответствии с ним, что позволяет проводить коррекцию отдельных мутаций. В отличие от распространенных методов редактирования генома, например CRISPR/Cas9, этот подход не требует привлечения сторонних ферментов-нуклеаз, что снижает риск нежелательных модификаций генома.

Сотрудники Университетов Йеля, Массачусетса и Карнеги-Меллон использовали в своей работе ПНК, замещенные в гамма-положении полиэтиленгликолем (гамма-ПНК) для лучшего связывания с ДНК. Гамма-ПНК, комплементарные несущему мутацию участку гена бета-глобина, вместе с соответствующими нормальными одноцепочечными фрагментами ДНК, поместили в наночастицы из полилактида-ко-гликолида, которые обеспечивают их проникновение в кроветворные стволовые клетки (КСК).

anemia2.jpg
Структура ДНК (РНК), ПНК и гамма-ПНК (из статьи в Nature Communications)

На первой стадии экспериментов ученые убедились, что такой препарат успешно корректирует геном КСК с приводящей к бета-талассемии мутацией in vitro. Затем они выяснили, что эффективность редактирования ДНК повышается при активации клеточных сигнальных путей, связанных с тирозинкиназным рецептором с-Kit (CD117), который присутствует у кроветворных клеток.

После этого они испытали методику на трансгенных мышах с мутантным человеческим бета-глобином (у таких животных наблюдаются все типичные симптомы заболевания). Сначала мышам вводили фактор стволовых клеток (SCF), активирующий с-Kit. Спустя три часа им внутривенно ввели наночастицы с гамма-ПНК и нормальной ДНК. Процедуру повторили четырежды с интервалом в два дня.

Спустя 35 дней в крови животных концентрация гемоглобина достигла нормальных значений и снизился уровень ретикулоцитов. Кроме того, у них уменьшились размеры и улучшилось гистологическое строение селезенки. Анализ ДНК показал, что уровень коррекции генома достигал семи процентов, причем побочные модификации встречались более чем в 1200 раз реже. Подобные эффекты сохранялись на протяжении 140 дней наблюдения.

Эффективность и безопасность методики подтвердили также в культуре человеческих кроветворных клеток.

«Комбинация доставки наночастицами, ПНК следующего поколения и SCF может стать минимально инвазивным и безопасным лечением генетических заболеваний крови, которое проводится путем простого внутривенного введения», – пишут исследователи. По их словам, разработанная методика подходит для лечения не только бета-талассемии, но и других наследственных гемоглобинопатий, таких как серповидноклеточная анемия.

Другим перспективным подходом к генетической модификации кроветворных клеток для лечения болезней крови, некоторых видов рака и хронических вирусных инфекций служит их генная терапия с помощью вирусного вектора, проводимая вне организма (у пациента забирают образец костного мозга, вносят в заданные клетки трансген и вводят их обратно). Недавно была разработана компактная полуавтоматическая система, которая позволяет проводить подобное вмешательство в условии медицинского учреждения без потребности в дорогостоящих лабораториях.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
 27.10.2016

Читать статьи по темам:

генотерапия наследственные болезни Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

США намерены разрешить генную терапию в 2017 году

Метод, который собирается применять компания Spark Therapeutics, направлен на исправление мутации в клетках сетчатки, которая наследственной ретинальной дистрофии.

читать

Генотерапия выпрямила эритроциты

Ученые из трех американских университетов испытали на мышах метод генетической терапии серповидноклеточной анемии, использующий технологию CRISPR/Cas9.

читать

Клеточная генотерапия

Эксперименты на животной модели показали возможность лечения миодистрофии Дюшена с помощью доставки терапевтических генов в стволовых клетках.

читать

Миллион на генотерапию гемофилии

Инвестиционный фонд UCL Technology вложит 1 млн фунтов в компанию Freeline Therapeutics разрабатывает и коммерциализирует генную терапию заболеваний крови, в частности, гемофилии.

читать

Пациентов с гемофилией В вылечили генной терапией

На сегодняшний день это стало самым успешным испытанием генной терапии гемофилии В – другие препараты были менее эффективны и производили серьезные побочные эффекты.

читать