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MIT科学家提出更安全CRISPR基因编辑方法

2017-11-15  来源:新浪医药新闻    编辑:陌莉花开
导读
基因编辑系统CRISPR-Cas9因其作为消除DNA中致病变异性的潜在用途而使人兴奋。但是大多数CRISPR系统依靠病毒将Cas9复合物整合到细胞中,然后进行该细胞DNA序列切除工作。


基因编辑系统CRISPR-Cas9因其作为消除DNA中致病变异性的潜在用途而使人兴奋。但是大多数CRISPR系统依靠病毒将Cas9复合物整合到细胞中,然后进行该细胞DNA序列切除工作。

这样的病毒载体系统有风险:一些病人体内已经具有抗病毒的抗体,或者他们自体可以产生这些抗体来增加免疫排斥的可能性。

麻省理工学院的科学家已经开发出一种Cas9病毒载体的替代法:纳米粒子法,它可以将CRISPR作用机制整合到细胞中并编辑它们的基因组。而且他们通过靶向PCSK9基因证明了该系统的希望,PCSK9基因会导致罕见的高胆固醇遗传学形态。在小鼠身上,他们使用基于纳米粒子的CRISPR系统消除80%以上肝细胞中的PCSK9基因。该项研究发表在《Nature Biotechnology》杂志上。

由化学工程学教授丹尼尔·安德森(Daniel Anderson)领导的麻省理工学院的研究小组以前开发了一种非病毒性CRISPR载体系统,该系统需要经高压注入肝脏,但这会增加损害器官的风险。后来他们使用纳米粒子载体系统消除了进行注射的需要,但仍然需要使用病毒来运送一种组分,一种称为sgRNA的RNA诱导。

因此他们分析了sgRNA和Cas9之间的联系,尝试化学修饰,直到他们出现一个可以用来代替病毒而不干扰两个分子之间相互作用的混合物。当他们将纳米粒子注射到小鼠体内,目的在于切割PCSK9,他们发现PCSK9蛋白几乎消失,动物体内的胆固醇水平下降了35%。

市场上有两种药物是针对家族性高胆固醇血症患者的PCSK9,这种高胆固醇形态通常对传统他汀类药物无反应:如安进销售的Repatha和赛诺菲/再生元公司研制的Praluent。

但是这些药物必须定期服用。麻省理工学院的研究小组认为,他们的方法可以用来开发一种治疗这种疾病的一次性疗法。

该麻省理工团队是众多寻找将CRISPR转化成为可用疗法的途径的研究组之一。 迄今为止,CRISPR-Cas9已被证明在不分裂的细胞如大脑中是不切实际的,因此佛罗里达州Max Planck神经科学研究所的科学家们正在研究一种神经元的基因编辑系统替代法。使用CRISPR来编辑RNA而不是DNA已被探索为一种不仅扩大技术潜在用途的方法,而且还可以使基因的编辑是可逆的。

麻省理工研究组的下一步工作将是确定更多的基于纳米粒子CRISPR系统可能靶向的肝脏疾病,并进一步开发其人体测试技术。该研究小组包括麻省理工学院教授罗伯特·兰格(Robert Langer),受学校时的发现启发而创立了几家生物技术创业公司。

安德森在一份新闻稿中表示:“我认为拥有一种能够专门使基因转变的合成纳米粒子不仅可以成为针对PCSK9的强大工具,还可以成为其他疾病的有力工具。肝脏是一个非常重要的器官,也是很多人的疾病来源,如果你在肝脏工作的过程中重新编程DNA,我们认为有许多疾病可以解决。

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