Исследователи изучили использование CRISPR на платформе печени человека на кристалле

        

Два профессора Университета штата Аризона входят в число первых получателей грантов по редактированию генома соматических клеток (SCGE) из Общего фонда национальных институтов здравоохранения. Грант в размере 2 600 000 долл. США на пять лет будет финансировать первое исследование технологии редактирования генома CRISPR, которое будет использоваться на платформе «человеческая печень на кристалле».

Программа SCGE, запущенная в январе 2018 года, направлена ​​на улучшение терапевтических возможностей как для редких, так и для распространенных заболеваний, включая поддерживающие методы для улучшения редактирования генома человека.

Самира Киани и Мо Эбрахимхани, доценты из Школы биологической и медицинской системной инженерии, объединяют свой опыт в кластерных регулярных интерполяционных коротких палиндромных повторениях или CRISPR, технологии и человеческих микрофизиологических системах для оценки безопасности и эффективности редактирования генома и его влияние на функцию ткани человека.

CRISPR позволяет исследователям нацеливать гены и генетические материалы в клетках, чтобы регулировать, как они себя ведут и функционируют. Из-за простоты в программировании и программируемости CRISPR это считается прорывной технологией, способной помочь в лечении болезней, восстановлении поврежденной ткани тела и другими способами восстановить здоровье людей.

Однако, как и в случае любой новой технологии, применение метода CRISPR может привести к непредвиденным результатам.

«[CRISPR] – патогенный источник, поэтому, чтобы выразить это на людях, вы сталкиваетесь с рядом проблем, таких как токсичность, иммунный ответ или некоторые другие побочные эффекты, которые могут повлиять на клеточные ткани у людей», – говорит Киани, проект, ведущий к многоучрежденческой деятельности. «Есть вероятность, что система создаст какие-то эффекты вне цели в геноме, а это означает, что она не только влияет на целевой код ДНК, но также делает некоторые непреднамеренные модификации в тех частях генома, которые мы не знаем [about] и не хочу ».

Kiani и Ebrahimkhani будут применять метод CRISPR на платформе Liverchip®, чтобы идентифицировать биомаркеры в геноме печени человека, которые указывают на токсичность. Анализ ДНК также выявит биомаркеры, которые указывают на внецелевые эффекты Cas9 – ДНК-расщепляющего фермента, используемого в CRISPR, что позволяет осуществлять точное точное редактирование и регулирование генов.

До сих пор CRISPR тестировались только на животных моделях или клеточных линиях человека. Использование платформы Liverchip® обеспечивает модель, которая повторяет тщательную биологию человека и значительно уменьшит количество несоответствий, внесенных животными моделями.

Эти медикаменты на основе кристаллов представляют собой, по существу, трехмерную клеточную культуральную систему, разработанную с учетом особенностей, которые могут существовать в организме человека. Несколько клеток внутри среды самоорганизуются, чтобы создать ткань, подобную человеческому органу, даже подражая кровотоку человеческого тела и изобилие среды в клетках.

«Конечная цель – создать систему культуры, которая может предсказать реакцию печени на людей», – говорит Эбрахимхани, который работал с этой платформой во время учебы в Массачусетском технологическом институте. «В долгосрочной перспективе мы надеемся, что сможем получить кандидатскую систему CRISPR, которая может нацеливаться на определенный ген у людей с контролем над типом клеток, временем действия и любой потенциальной токсичностью».

Печень, вероятно, будет одним из первых человеческих органов, где будут протестированы генные терапии. Учитывая частоту дегенеративных, генетических заболеваний, связанных с метаболизмом и функцией печени, использование платформы «печень на кристалле» в качестве прокси для клеток печени человека идеально подходит для изучения эффективности CRISPR / Cas9 в качестве терапевтического инструмента.

Многодисциплинарная группа исследователей включает Джин Парка, ассистента профессора в Вирджинии Дж. Пайпер Центр персонализированной диагностики в Институте биодеструкции АГУ. Парк поможет с анализом данных последовательностей РНК и ДНК для идентификации биомаркеров в тканях. Линда Гриффит (Linda Griffith), Школа инженеров-новаторов, профессор биологии и машиностроения Массачусетского технологического института и ведущий специалист в области микрофизических систем, и Дэвид Хьюз из CN Bio Innovations – коммерческий поставщик Liverchip® – сотрудничают с ASU команда в этом исследовании. Они будут способствовать новым технологиям и их экспертизе, имеющим отношение к человеческим сотовым платформам.

«Мы рады этой возможности, чтобы увидеть, что NIH поручил руководству этого гранта для нескольких учреждений Самире и Мо», – говорит Марко Сантельло, директор Школы биологической и медицинской системной инженерии, одной из шести школ в Инженерные школы Ира А. Фултон. «Это истинное свидетельство калибра факультета в школах Фултона».

      

Source link