可以使用基因編輯器 CRISPR-Cas9 修復(fù)導(dǎo)致肌肉萎縮的突變。  由 ECRC 研究員 Helena Escobar 領(lǐng)導(dǎo)的一個團(tuán)隊現(xiàn)在首次使用 mRNA 將該工具引入人類肌肉干細(xì)胞，從而發(fā)現(xiàn)了一種適用于治療應(yīng)用的方法。

這可能只是基因組中的一個微小變化，但這種微小的差異可能會產(chǎn)生致命的后果：肌肉營養(yǎng)不良幾乎總是由一個有缺陷的基因引起的。  盡管突變在這組大約 50 種疾病中有所不同，但它們最終都會導(dǎo)致非常相似的結(jié)果。

該方法已在小鼠身上證明是成功的

肌肉營養(yǎng)不良目前無法治愈，而這正是 Spuler 和她的團(tuán)隊想要改變的。 他們的最新論文發(fā)表在《Journal Molecular Therapy Nucleic Acids》 ，為一項臨床試驗鋪平了道路，在該試驗中，ECRC 開發(fā)的一種療法將首次在遺傳性肌肉萎縮患者身上進(jìn)行測試。 幾年來，我們一直在追求從患病患者身上提取肌肉干細(xì)胞，使用 CRISPR-Cas9 來糾正有缺陷的基因，然后將處理過的細(xì)胞注入肌肉中，這樣它們就可以增殖并形成新的肌肉組織。” Helena Escobar 博士解釋說，她是 Spuler 實驗室的博士后研究員，也是她當(dāng)前論文的共同最后作者。

不久前，研究人員能夠證明該方法對患有肌肉萎縮的小鼠有效?！叭欢覀兊姆椒ㄓ幸粋€問題，”埃斯科巴解釋說：  “我們使用質(zhì)粒將基因編輯器的遺傳指令引入干細(xì)胞 - 質(zhì)粒是源自細(xì)菌的環(huán)狀雙鏈 DNA 分子?！?  但質(zhì)?？赡軙o意中整合到同樣是雙鏈的人類細(xì)胞基因組中，然后導(dǎo)致難以評估的不良影響。  “這使得這種方法不適合治療病人，”埃斯科巴說。

有針對性地糾正遺傳缺陷

因此，團(tuán)隊著手尋找更好的替代方案。  他們以信使 RNA (mRNA) 的形式發(fā)現(xiàn)了它，這是一種單鏈 RNA 分子，最近作為兩種 Covid-19 疫苗的關(guān)鍵成分而廣受贊譽。  “在疫苗中，mRNA 分子包含構(gòu)建病毒刺突蛋白的遺傳指令，病原體利用該刺突蛋白侵入人體細(xì)胞，”斯普勒實驗室的博士生 Christian Stadelmann 解釋說。  與來自同一團(tuán)隊的 Silvia Di Francescantonio 一起，他是該研究的共同主要作者之一。   “在我們的工作中，我們使用包含基因編輯工具構(gòu)建指令的 mRNA 分子。”

為了讓 mRNA 進(jìn)入干細(xì)胞，研究人員使用了一種稱為電穿孔的過程，它可以暫時使細(xì)胞膜更容易滲透到更大的分子中。  “在含有綠色熒光染料遺傳信息的 mRNA 的幫助下，我們首先證明了 mRNA 分子進(jìn)入了幾乎所有的干細(xì)胞，”Stadelmann 解釋說。   在下一步中，該團(tuán)隊在人類肌肉干細(xì)胞表面使用了一種故意改變的分子，以表明該方法可用于有針對性地糾正基因缺陷。

一項臨床試驗正在進(jìn)行中

最后，該團(tuán)隊嘗試了一種類似于 CRISPR-Cas9 基因編輯器的工具，該工具不會切割 DNA，而只會在一個位置以精確的精度對其進(jìn)行調(diào)整。   “這使我們能夠以更高的精度工作，但該工具并不適合導(dǎo)致肌肉營養(yǎng)不良的所有突變，”Stadelmann 解釋說。   在培養(yǎng)皿實驗中，他和他的團(tuán)隊現(xiàn)在已經(jīng)能夠證明，經(jīng)過校正的肌肉干細(xì)胞與健康細(xì)胞一樣能夠相互融合并形成年輕的肌肉纖維。

“我們現(xiàn)在計劃在年底前對五到七名患有肌營養(yǎng)不良癥的患者進(jìn)行第一次臨床試驗，”斯普勒說。  她補充說，負(fù)責(zé)批準(zhǔn)臨床試驗的聯(lián)邦疫苗和生物醫(yī)學(xué)研究所 Paul-Ehrlich-Institut (PEI) 在一次咨詢會議上一直支持這一想法。   當(dāng)然，我們不能期待奇跡，研究人員說，并補充說：“坐在輪椅上的患者不會在治療后起床開始行走。但對于許多患者來說，當(dāng)一個小肌肉在“對于再次更好地掌握或吞咽功能很重要。修復(fù)更大肌肉的想法，例如站立和行走所需的肌肉，已經(jīng)在考慮中?！?   然而，要使其成為一種現(xiàn)實世界的療法，分子工具必須變得如此安全，以至于它們可以毫無保留地被引入——不僅可以引入孤立的肌肉干細(xì)胞，還可以直接引入退化的肌肉。

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