Вирус насекомых — ключ к безопасной терапии стволовыми клетками

Учёные из Института биоинженерии и нанотехнологий (IBN) разработали новый метод генной инженерии, который может сделать терапию стволовыми клетками для пациентов с раком более безопасной. Они использовали вирус насекомых (бакуловирус) для точной вставки терапевтического гена в безопасный участок ДНК человеческих эмбриональных стволовых клеток (hESCs), не нарушая их функциональности.

Проблема современных методов

hESCs и индуцированные плюрипотентные стволовые (iPS) клетки могут превращаться в любой тип клеток, что делает их перспективными для терапии. Однако перед трансплантацией часто требуется ввести в них терапевтические гены. Существующие методы, такие как случайная интеграция, имеют низкую точность и могут привести к нежелательным мутациям или даже образованию опухолей.

"Безопасная гавань" в геноме

Учёные сфокусировались на участке AAVS1 (locus adeno-associated virus integration site 1), который считается "безопасной гаванью" для вставки новых генов, так как его нарушение не оказывает известного негативного эффекта на клетку. Ранее для доставки генов в AAVS1 использовались технологии AAV2 (с эффективностью таргетирования всего 4%) и цинк-пальцевых нуклеаз (эффективность 33-61%, но возможна токсичность для клеток).

Новая технология на основе бакуловируса

Метод IBN сочетает использование бакуловирусных векторов с системой рекомбинации Cre/loxP для таргетирования и вставки последовательностей ДНК в сайт AAVS1 в hES-клетках. Это позволило достичь до 100% точности таргетирования.

Ключевые преимущества метода:

• Высокая безопасность: Бакуловирусы — вирусы насекомых, которые не встраиваются в человеческий геном случайно. Метод вызывает минимальную токсичность или не вызывает её вовсе для hES-клеток.
• Высокая точность: Позволяет избежать рисков случайной интеграции.
• Повторяемость: Даёт возможность неоднократно вставлять гены в сайт AAVS1, что открывает путь для введения различных терапевтических генов.

Перспективы применения

Как отметил руководитель группы IBN доктор Шу Ван, метод может быть использован для создания iPS-клеток, генетически модифицированных для терапии рака. Кроме того, модифицированные hESCs могут служить исходным материалом для создания трансгенных линий для исследований, что значительно сократит время на скрининг клонов.

Исследование, опубликованное в Nucleic Acids Research, имеет большой потенциал для продвижения в области исследований стволовых клеток, открывая новые возможности для безопасной клеточной терапии.