Наночастицы с инструментами для редактирования генов CRISPR для генетических модификаций

        

Исследователи из Массачусетского технологического института теперь разработали наночастицы, которые могут нести генетические системы редактирования CRISPR глубоко внутри клеток и выполнять свои функции на ДНК. Статья была опубликована в ноябрьском выпуске Nature Biotechnology .

В своем исследовании они использовали эти наночастицы с системами редактирования генов для модификации определенных генов у мышей. До сих пор носителями генетических систем редактирования были модифицированные вирусы, которые ученые использовали для этой цели. С развитием этих наночастиц для использования в этом сценарии нет необходимости в сложных вирусных системах доставки.

<img alt=" В новом исследовании исследователи MIT разработали наночастицы, которые могут доставлять систему редактирования генома CRISPR и специально модифицировать гены, устраняя необходимость использования вирусов для доставки. Image Credit: MIT «height =» 449 «src =» http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2017%2f11%2fMIT-Nonviral-CRISPR_0.jpg «title =" В новом исследовании , Исследователи Массачусетского технологического института разработали наночастицы, которые могут доставлять систему редактирования генома CRISPR и, в частности, модифицировать гены, устраняя необходимость использования вирусов для доставки. Изображение: MIT "width =" 674 "/>

В новом исследовании исследователи MIT разработали наночастицы, которые могут доставлять систему редактирования генома CRISPR и специально модифицировать гены, устраняя необходимость использования вирусов для доставки. Image Credit: MIT

В своем исследовании исследователи во главе с научным сотрудником Института Коха Хао Инь и его коллегами, которые использовали эти наночастицы, несущие системы CRISPR, чтобы удалить определенные гены почти в 80 процентах клеток печени тестируемых мышей. Это беспрецедентный успех с CRISPR, когда-либо достигнутым, говорят эксперты. Даниэль Андерсон, адъюнкт-профессор кафедры химической инженерии Массачусетского технологического института, член Института Массачусетского технологического института им. М.И.Коха и Института медицинской инженерии и науки (ИМЭС), говорит: «Что действительно интересно, так это то, что мы показали, что вы можете сделать наночастицы, которые могут быть использованы для постоянного и специфического изменения ДНК в печени взрослого животного ».

Команда нацелилась на определенный ген под названием Pcsk9 который контролирует уровни холестерина. Когда этот ген изменен или мутирован, он приводит к состоянию нарушения уровня холестерина, который называется доминантной семейной гиперхолестеринемией. Существует два препарата, которые были одобрены для использования в этом состоянии. Они действуют путем ингибирования наступательного гена. Тем не менее, они должны постоянно приниматься пациентом для борьбы с этим заболеванием. Использование этих наночастиц для редактирования этих генов и удаления мутированных частей может быть одноразовым решением проблемы. Другие заболевания печени, которые опосредованы генами, также могут быть обработаны в будущем с помощью этой техники, которую они добавляют.

Наночастицы, разработанные командой, несут режущий инструмент ДНК, который является ферментом под названием Cas9. Он также содержит короткую последовательность РНК, которая может направлять Cas9 в определенную область, чтобы он мог вырезать и отредактировать мутированный ген. Это не первый случай, когда команда, возглавляемая Андерсоном и Инь, управляла системой доставки без использования вирусов, как это традиционно. Они разработали аналогичную систему доставки в 2014 году для лечения тирозинемии печени с использованием инструмента для редактирования гена CRISPR у взрослого животного. Эта система доставки использует метод инъекции под высоким давлением, который может повредить некоторые части печени. Этот ущерб был предотвращен использованием этой короткой мессенджерной РНК, которая могла бы управлять ферментом CRISPR, и теперь необходимость в инъекции высокого давления устранена.

Согласно Андерсону, жизненно важно, чтобы была разработана невирусная система доставки. Он объяснил, что, как только эти вирусы используются, организм может развить антитела к нему. Это делает их использование в следующий раз сложным. Тело теперь может реагировать на вирусное средство, что делает его неэффективным. Инь сказал, что команда изменила короткую РНК, которая может повысить ее способность обнаруживать и направлять Cas9 и улучшать ее активность. Благодаря этому они смогли успешно изменить 80 процентов клеток печени, которые он добавил. Это привело к 35-процентному снижению общего уровня холестерина у мышей

Андерсон сказал, что печень является жизненно важным органом, который является «источником» нескольких заболеваний. Если ДНК можно перепрограммировать с использованием этого метода, когда печень функционирует, можно лечить несколько заболеваний. Исследование получило финансовую поддержку от Национального института здоровья (NIH), Российского научного фонда, Центра «Сколтех» и Гранта Национального института рака Института поддержки Коха

Источник:

https://www.nature.com/articles/s41467-017-01466-8

      

Source link