Улучшена технология редактирования генома кроветворных стволовых клеток

Исследователи из Университета Южной Калифорнии (USC) и компании Sangamo BioSciences разработали более эффективный метод редактирования генов в кроветворных стволовых и прогениторных клетках (HSPCs).

В предстоящем исследовании в журнале Nature Biotechnology описывается новый подход, сочетающий два метода доставки генетического материала в клетки.

Потенциал и проблема

Генная терапия с использованием HSPCs обладает огромным потенциалом для лечения ВИЧ и других заболеваний крови и иммунной системы. Однако применение технологий редактирования генома в наиболее примитивных, наименее дифференцированных HSPCs, обладающих наибольшей способностью превращаться в любой тип клеток крови, было сопряжено с трудностями.

Новая стратегия редактирования

Исследователи использовали "генетические ножницы" — нуклеазы цинковых пальцев (ZFNs), чтобы сделать разрез в ДНК клетки в строго определённом месте. Для доставки в клетку как самих ZFNs, так и новой матрицы ДНК для "починки" разреза были применены два метода:

• Матрица ДНК доставлялась с помощью специфического вирусного вектора — адено-ассоциированного вируса (AAV) серотипа 6, который может естественным образом проникать в HSPCs.
• ZFNs доставлялись в виде короткоживущих молекул матричной РНК (mRNA).

Результаты

Комбинация этих двух методов доставки позволила с беспрецедентной эффективностью (от 15 до 40%) вставить ген в заданное место даже в самых примитивных человеческих HSPCs.

После трансплантации отредактированных человеческих HSPCs иммунодефицитным мышам клетки успешно прижились и дифференцировались во множество различных типов клеток крови, сохраняя внесённые в ДНК изменения.

Значение работы

Как отметил соавтор исследования Майкл К. Холмс, PhD, результаты предоставляют стратегию для расширения применения технологий редактирования генома в HSPCs и значительно продвигают прогресс в направлении лечения заболеваний крови и иммунной системы у человека.