Улучшенная система прайм-редактирования делает геномные правки размером с ген в клетках человека на терапевтическом уровне
Ученые из Broad Institute MIT и Гарварда усовершенствовали технологию редактирования генов, которая теперь способна эффективно вставлять или заменять целые гены в геноме человеческих клеток. Этот прогресс может быть потенциально полезен для терапевтических применений.
Разработка из лаборатории Дэвида Лю может помочь в создании единой генной терапии для таких заболеваний, как муковисцидоз, вызванных сотнями или тысячами различных мутаций в одном гене. Вместо создания отдельной терапии для каждой мутации новый подход позволяет вставить здоровую копию гена в его нативное место в геноме.
Новый метод, названный eePASSIGE, сочетает:
- Прайм-редактирование — для внесения точных изменений до ~100-200 пар оснований.
- Новоразработанные рекомбиназные ферменты — для эффективной вставки крупных фрагментов ДНК длиной в тысячи пар оснований в специфические сайты генома.
Система осуществляет правки размером с ген в несколько раз эффективнее аналогичных методов. Результаты опубликованы в Nature Biomedical Engineering.
Ключевые улучшения и эффективность:
- Исследователи выявили, что фермент Bxb1 ограничивал эффективность предыдущей версии системы (PASSIGE).
- С помощью инструмента PACE (phage-assisted continuous evolution) был создан улучшенный вариант фермента — eeBxb1.
- eePASSIGE с eeBxb1 интегрирует в среднем
30% генетического «груза» в клетки мыши и человека.
Это:
- В 4 раза эффективнее исходного PASSIGE.
- В 16 раз эффективнее другого современного метода (PASTE).
Значение и перспективы:
- Дэвид Лю: «Насколько нам известно, это один из первых примеров программируемой целевой интеграции генов в клетках млекопитающих, удовлетворяющий основным критериям потенциальной терапевтической значимости... При такой эффективности многие, если не большинство, заболеваний с потерей функции гена могут быть улучшены».
- Смрити Панди: Система открывает возможности для клеточной терапии, когда гены точно вставляются в клетки ex vivo перед введением пациенту.
- Дэниел Гао: Высокая эффективность и универсальность eePASSIGE может обеспечить новую категорию геномных лекарств и стать инструментом для фундаментальных исследований.
Следующие шаги: Команда работает над объединением eePASSIGE с системами доставки, такими как инженерные вирусоподобные частицы (eVLPs), для преодоления ограничений терапевтической доставки редакторов генов in vivo.