Редактирование мутировавших генов в стволовых клетках человека может помочь реализовать потенциал генной терапии

Исследователи из Института биологических исследований Солка успешно отредактировали дефектный ген в индуцированных плюрипотентных стволовых клетках (iPS-клетках), полученных от пациентов, а также в взрослых стволовых клетках. В качестве примера они использовали мутировавшие версии гена ламина A.

Исследование, опубликованное 3 июня 2011 года в журнале Cell Stem Cell, демонстрирует, что разработанный подход обеспечивает эффективный и безопасный инструмент для клеточной инженерии и открывает путь для клинического применения терапии на основе редактирования генов в стволовых клетках.

Преодоление ограничений традиционной генной терапии

Традиционная генная терапия, которая вводит здоровую копию гена, имеет недостатки: терапевтические гены могут экспрессироваться лишь временно или некорректно из-за неправильного положения в геноме. Новый метод позволяет точно вырезать мутировавший участок генома и заменить его на корректную последовательность.

Метод на основе аденовирусных векторов

Подход, разработанный под руководством профессора Хуана Карлоса Изписуа Бельмонте, использует helper-dependent adenoviral vector для доставки больших фрагментов ДНК без мутаций в клетки. Попав в клетку, эти фрагменты запускают процесс гомологичной рекомбинации, который находит и заменяет целевой участок генома.

Исследователи протестировали метод на iPS-клетках, полученных от пациентов с синдромом Хатчинсона-Гилфорда (прогерия) — редким заболеванием преждевременного старения, вызванным точковой мутацией в гене ламина A. Более 400 различных мутаций в этом гене связаны с рядом дегенеративных заболеваний.

Результаты и потенциал

Процесс оказался высокоэффективным, без обнаружения нежелательных побочных эффектов, таких как нестабильность генома или эпигенетические аномалии. Метод позволил корректировать множественные мутации, охватывающие большие области генома.

Кроме iPS-клеток, метод успешно применили к взрослым мезенхимальным стволовым клеткам, которые могут дифференцироваться в различные типы клеток и широко используются в регенеративной медицине. Поскольку мутации ламина A в основном затрагивают ткани мезодермального происхождения, редактирование генов в этих клетках может стать привлекательной терапевтической опцией.