Новая технология позволяет контролировать дозы генной терапии

Новая технология позволяет контролировать дозы генной терапии
                Профессор Scripps Research Immunology Майкл Фарзан (Michael Farzan), доктор философии, разработал переключатель генной терапии со своей командой из Юпитера, штат Флорида, докторантом Guocai Zhong, доктором философии и ассистентом по исследованиям Haimin Wang. Предоставлено: Scripps Research.

Ученые из Scripps Research в Юпитере разработали специальный молекулярный переключатель, который может быть встроен в генную терапию, чтобы позволить врачам контролировать дозировку.
                                                                                       

Подвиг, о котором сообщается в научном журнале Nature Biotechnology, предлагает разработчикам генной терапии то, что может быть первым жизнеспособным методом для корректировки уровней активности их терапевтических генов. Отсутствие такой базовой функции безопасности помогло ограничить развитие генной терапии, которая в противном случае является перспективной для лечения генетически обусловленных состояний. Техника ученых, кажется, решает главную проблему безопасности и может привести к более широкому использованию стратегии.

Исследовательская группа Scripps, возглавляемая главным исследователем, доктором философии Майклом Фарзаном, продемонстрировала силу своей новой техники переключения, включив ее в генную терапию, которая производит гормон эритропоэтин, используемый для лечения анемии. Они показали, что могут подавлять экспрессию его гена до очень низких уровней с помощью специальной встроенной молекулы, а затем могут увеличивать экспрессию гена в широком динамическом диапазоне, используя инъецированные контрольные молекулы, называемые морфолиносами, которые, по данным Управления по контролю за продуктами и лекарствами США, быть безопасным для других приложений.

«Я думаю, что наш подход предлагает в настоящее время единственный практический способ регулирования дозы генной терапии у животного или человека», — говорит Фарзан.

Генная терапия работает путем вставки копий терапевтического гена в клетки пациента, если, например, пациент родился без функциональных копий необходимого гена. Долгое время считалось, что стратегия обладает огромным потенциалом для лечения болезней, вызванных дефектными генами. Это также могло бы обеспечить стабильную, долгосрочную доставку пациентам терапевтических молекул, которые нецелесообразно доставлять в виде таблеток или инъекций, потому что они долго не выживают в организме. Тем не менее, генная терапия рассматривается как неотъемлемая часть риска, поскольку после доставки в клетки пациента ее нельзя отключить или смодулировать. В результате на сегодняшний день одобрено FDA только несколько генных методов лечения.

Простота методики и тот факт, что морфолины уже одобрены FDA, могут позволить использовать новую систему переключения трансгенов в широком спектре предполагаемой генной терапии, добавляет Фарзан.

Команда Фарзана, включающая соавторов исследования Гоцая Чжуна, доктора философии. и Хаймин Ванг, соответственно постдокторский исследователь и научный сотрудник в лаборатории Фарзан, разработали трансгенный переключатель из семейства молекул рибонуклеиновой кислоты (РНК), называемых рибозимами головки молотка. Эти рибозимы обладают замечательным свойством: они режут себя пополам, как только они копируются в РНК из кодирующей их ДНК.

Терапевтический трансген, содержащий ДНК такого рибозима, таким образом, будет копироваться в клетках в нити РНК, называемые транскриптами, которые будут стремиться разделиться на две части, прежде чем они смогут быть переведены в белки. Однако это саморасщепляющееся действие рибозима может блокироваться РНК-подобными морфолиносами, которые фиксируются на активном сайте рибозима; если это произойдет, транскрипт трансгена останется нетронутым и с большей вероятностью будет переведен в терапевтический белок.

Таким образом, рибозим эффективно действует как «выключатель» для трансгена, в то время как соответствующие морфолино, введенные в ткань, где находится трансген, могут эффективно снова включить трансген «вкл» — до степени, которая зависит от доза морфолино.

Ученые начали с рибозима-молотка под названием N107, который использовался в качестве переключателя РНК в предыдущих исследованиях, но они обнаружили, что разница в продукции кодируемого трансгена тестового белка между состоянием «выключено» и «включено» была слишком скромный для этого рибозима, чтобы быть полезным в генной терапии. Однако за месяцы экспериментов они смогли модифицировать рибозим до тех пор, пока его динамический диапазон не станет в десятки раз шире.

Затем команда продемонстрировала переключение на основе рибозима в мышиной модели генной терапии EPO, которая еще не одобрена FDA, но считается потенциально лучшей, чем современные методы лечения анемии, связанной с тяжелым заболеванием почек. Они вводили трансген EPO в мышечную ткань у живых мышей и показали, что внедренный рибозим подавляет выработку EPO до очень низкого уровня.

Инъекция небольшой дозы молекул морфолино в пораженную ткань сильно изменила это подавление, позволяя вырабатывать ЭПО более чем в 200 раз и оставаться там более недели по сравнению с периодом полураспада несколько часов для ЭПО, доставляемого стандартной инъекцией. Эти свойства делают переключатель на основе рибозима потенциально пригодным для реальных клинических применений.

«Мы получили то, что я бы сказал раньше, — это невозможный диапазон регулирования in vivo из этой системы», — говорит Фарзан.

Фарзан и его коллеги в настоящее время работают над тем, чтобы адаптировать свою методику переключения рибозимов, чтобы она могла использоваться в качестве отказоустойчивого механизма генной терапии, навсегда деактивируя ошибочные трансгены ./p>

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *