Forscher des Broad Institute des MIT und Harvard haben eine Gentechnologie weiterentwickelt, die nun in der Lage ist, ganze Gene in menschliche Zellen einzufügen oder zu ersetzen. Damit eröffnen sich potenzielle therapeutische Anwendungen.
Wissenschaftler aus dem Labor von David Liu haben ein Gen-Editierungsystem namens eePASSIGE (prime-editing-assisted site-specific integrase gene editing) verbessert, das große DNA-Sequenzen effizient in das Genom menschlicher Zellen einfügen kann. Dieser Fortschritt könnte die Entwicklung universeller Gentherapien für Krankheiten wie Mukoviszidose ermöglichen, die durch zahlreiche verschiedene Mutationen in einem einzigen Gen verursacht werden.
Die Methode kombiniert das
Prime Editing, das DNA-Modifikationen bis zu etwa 200 Basenpaaren vornehmen kann, mit neu entwickelten Rekombinase-Enzymen, die große DNA-Sequenzen von mehreren tausend Basenpaaren an spezifischen Stellen im Genom einfügen. Das System eePASSIGE, beschrieben in
Nature Biomedical Engineering, führt Genmodifikationen deutlich effizienter durch als andere ähnliche Methoden.
David Liu, Professor in Harvard und Hauptforscher der Studie, erklärte: "Nach unserem Wissen ist dies eines der ersten Beispiele für programmierbare, gerichtete Gen-Integration in Säugetierzellen, die die wesentlichen therapeutischen Relevanzkriterien erfüllt. Bei diesen Effizienzgraden hoffen wir, dass viele Funktionsverlust-Erbkrankheiten abgeschwächt oder korrigiert werden könnten, wenn die in kultivierten menschlichen Zellen beobachtete Effizienz klinisch umgesetzt werden kann."
Die Studenten Smriti Pandey und Daniel Gao, die Hauptautoren der Studie, arbeiteten mit den Teams von Mark Osborn von der University of Minnesota und Elliot Chaikof vom Beth Israel Deaconess Medical Center zusammen. Smriti Pandey betonte: "Dieses System bietet vielversprechende Möglichkeiten für zellbasierte Therapien, bei denen Gene präzise in Zellen außerhalb des Körpers eingefügt werden können, bevor sie den Patienten zur Behandlung von Krankheiten verabreicht werden."
Daniel Gao fügte hinzu: "Es ist aufregend, die hohe Effizienz und Vielseitigkeit von eePASSIGE zu beobachten, die eine neue Klasse von genomischen Medikamenten ermöglichen könnte. Wir hoffen auch, dass es ein Werkzeug sein wird, das Wissenschaftler in der Forschungsgemeinschaft nutzen können, um grundlegende biologische Fragen zu untersuchen."
David Liu und sein Team setzen die Weiterentwicklung dieser Technologie fort und streben an, sie mit Liefersystemen wie den
virus-like Partikeln (eVLPs) zu kombinieren, um traditionelle Hindernisse bei der therapeutischen Lieferung von Gen-Editoren im Körper zu überwinden.
Autor des Artikels: Cédric DEPOND
Quelle: Nature Biomedical Engineering