Британские ученые взяли стволовые клетки, сделанные из клеток кожи пациентов с наследственным заболеванием печени, названным дефицитом альфа1-антитрипсина, используемые «молекулярные ножницы» кпроизведите «чистую» репарацию генной мутации, вызывающей болезнь и показавшей, и в пробирках и у мышей, что генработавший правильно, когда стволовые клетки сделали новые клетки, почти походившие на клетки печени. Природа сообщает об исследовании, во главе сисследователи от Института Wellcome Trust Sanger и Кембриджского университета, в 12 октября онлайновая проблема.Исследование значительно, потому что оно использует опрятный метод, не оставляющий остатков механизма репарации позади, могшего иначевведите недопустимые риски в клинических условиях: таким образом это – новый способ сделать «чистое исправление» к гену дефекта.
Из-за этого это приближает возможность определенных для пациента методов лечения стволовой клетки, посредством чего исправленные стволовые клетки привыкли квырастите рабочие клетки печени в пациенте и таким образом избегите потребности в дорогих и часто опасных пересадках печени.Создайте в соавторстве профессора Аллана Брэдли, директора Эмеритуса из Института Wellcome Trust Sanger, сказал прессу:«Мы разработали новые системы, чтобы предназначаться для генов и объединили все компоненты, чтобы исправить, эффективно, дефекты в пациентеклетки."«Наши системы не оставляют позади следа генетической манипуляции, экономят для генного исправления», добавил он.Создайте в соавторстве профессора Дэвида Ломаса, профессора дыхательной биологии в Кембриджском университете и врача-консультанта вАдденбрук и Пэпуорт Хоспитэлс, провел прошлые 20 лет, работая над механизмом дефицита альфа1-антитрипсина и заботится о пациентахс условием. Он сказал:«Как в настоящее время нет никакого лечения для этой болезни кроме пересадки печени, и дано увеличивающиеся штаммы, помещаемые внациональная программа пересадки печени в результате резкого увеличения в частоте заболевания печени, альтернативных методов лечения длягенетические и другие заболевания печени срочно разыскиваются."
Брэдли, Ломас и коллеги предназначался для генного дефекта, вызывающего цирротическое заболевание печени и увеличивающего риск рака легких иэмфизема. Дефект приводит к дефициту альфа1-антитрипсина (A1ATD), наиболее распространенное известное наследственное нарушениепечень и легкое, происходящее приблизительно у каждого 2000-го человека Северного европейского происхождения.Дефект, вызывающий болезнь, происходит в единственном изменении нуклеотида в гене, кодирующем для альфа1-антитрипсина (A1AT),ферментный ингибитор, обычно защищающий физические ткани от чрезмерного воспаления.
Люди с дефектным геном не могутвыпуск A1AT должным образом от печени, где это остается уловленным, и наносит ущерб, приводящий к циррозу печени и легкомуэмфизема.В настоящее время единственный способ лечить цирротическую печень через пересадку.Брэдли сказал Новостям Природы, что генетическое лечение потребует полной замены дефектного гена всюду по печени,потому что любой остающийся белок мутанта продолжал бы накапливаться и наносить ущерб:«Вы не можете только вставить нормальную копию, потому что это не достаточно, чтобы изменить болезнь», сказал Брэдли.
Вот почему исследователи повернулись к стволовым клеткам, потому что они могут быть уговорены в становление фактически любой клеткой в теле,включая новые клетки печени. Идея состояла в том, если бы было возможно восстановить ДНК в стволовых клетках, то тогда возможно, они могливосстановите новую ткань, испытавшую недостаток в клетках с генным дефектом.Существует два типа стволовой клетки: эмбриональный и вызванный Плюрипотентный (IPS).
Эмбриональный «золотой стандарт», они делаютлучшие стволовые клетки, но существует много этических проблем с использованием их, не в последнюю очередь потому что оно требует деструкции многихэмбрионы.Тогда ученые нашли, что они могли повторно программировать клетки кожи и клетки крови, чтобы стать плюрипотентными (способный сделать диапазон других клеток)как эмбриональные стволовые клетки и идея клетки IPS родился. Но с течением времени, они обнаружили, что культивируемые лабораторией клетки IPS быливозможно, не совсем столь же легкий и безопасный, как сначала думается, например они могут накопить мутации ДНК, тогда вызывающие безконтрольныйрост ткани.Таким образом, команда оказалась перед трудной проблемой: если проблема с клетками IPS состоит в том, что они накапливают дефекты ДНК, то они имели лучшеудостоверьтесь, когда они вошли, чтобы восстановить единственное изменение нуклеотида в гене A1AT, они не оставили позади остатковмеханизм репарации (такой как иностранная ДНК), который мог бы облегчить это.
И читая их отчет, кажется, что они сделали это и проверили, что сделали это.Здание на предыдущей работе от Кембриджа, где они преобразовали клетки кожи в клетки печени путем перепрограммирования стволовых клеток,объединяйтесь в команду успешно, и точно исправил ген альфа1-антитрипсина в установленной клеточной линии, содержащей мутацию.Они использовали «молекулярные ножницы» в форме спроектированной молекулы, названной «нуклеазой цинкового пальца», чтобы найти и разрезать дефектное
Ген A1AT в клетках IPS сделан из клеток кожи людей с A1ATD.Тогда они использовали Молекулу ДНК самовставки, названную «piggyBac», чтобы заменить дефектную часть. Впоследствии, они удалилипоследовательности piggyBac от клеток, поэтому когда они уговорили их, чтобы дифференцироваться в клетки печени, они не показали следаостаточное повреждение ДНК на месте исправления.Клетки IPS сформировали клетки, показавшие некоторые свойства гепатоцитов, клетки печени, больше всего затронутые
A1ATD.Спустя 14 дней после того, как исследователи пересадили исправленные геном подобные гепатоциту клетки в мышей, некоторые из них объединялись впечень и производила человеческий A1AT.Таким образом исследователи доказали, что точная копия гена была теперь активна в подобных гепатоциту клетках путем показаналичие нормального A1AT и в пробирке и в экспериментах на мышах.
Доктор Людовик Вальер, ведущий автор исследования и эксперт в человеческой плюрипотентной биологии стволовой клетки, сказал:«Это исследование представляет первый шаг к персонализированной терапии клетки для генетических отклонений печени».«У нас все еще есть основные проблемы преодолеть перед любыми клиническими заявлениями, но у нас есть теперь инструменты, необходимые для успехак этой основной цели», сказал Вальер, который является старшим научным сотрудником Совета по медицинским исследованиям (MRC) и Научным руководителем вцентр MRC Кембриджского университета биологии стволовой клетки и регенеративной медицины и отделенияХирургия.Когда они проанализировали стволовые клетки прежде, команда обнаружила, что их геномы часто содержат мутации, несмотря на то, что это неясный, что вызывает их.
Но в этом исследовании они старались использовать последние методы упорядочивания, чтобы найти клетки ссамое маленькое число мутаций, и затем смотрит на то, что происходит с ними, когда они дифференцируются в клетки ткани.Они предлагают показать стволовых клеток, будет очень важной частью создания методов лечения, использующих эти методыбезопасный.
В последнем шаге исследователи взяли клетки непосредственно от пациента с A1ATD и исправили генный дефект точно, как они сделалис клеточной линией: они нашли, что исправленные клетки произвели нормальный A1AT.Ломас сказал:«Это – довольно замечательная серия результатов, основанных на сильном исследовании и щедром участии наших пациентов.
Один изследующие шаги будут исследовать использование этого метода в испытаниях на людях."Брэдли согласился, «Это ранние шаги, но, если эта технология может быть взята в лечение, она предложит большие возможные преимущества дляпациенты."