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Il nuovo gene che modifica la tecnica può guarire i pazienti della cellula falciforme con le loro proprie celle

I ricercatori all'istituto di Salk per gli studi biologici hanno sviluppato un modo utilizzare le proprie celle dei pazienti potenzialmente per fare maturare l'anemia drepanocitica e molti altri disordini causati dalle mutazioni in un gene che aiuta l'emoglobina di sangue dei prodotti.

La tecnica usa le celle dall'interfaccia di un paziente per generare le cellule staminali pluripotent incitate (iPSCs), che sono capaci di sviluppo nei tipi vari di tessuti maturi -- compreso sangue. Gli scienziati dicono il loro metodo, che ripara il gene della beta-globina (HBB), evita le tecniche di terapia genica che possono presentare i geni potenzialmente nocivi nelle celle.

La nuova tecnica, che presto sarà provata come terapia in animali, egualmente sembra essere molto più efficiente di altri metodi provati fin qui, i ricercatori dicono.

“I nostri risultati collocano la fase per lo sviluppo alle delle terapie basate iPSC per le malattie genetiche devastanti quale l'anemia drepanocitica,„ dice il ricercatore del principio dello studio, Juan Carlos Izpisua Belmonte, un professore di Salk e la testa del laboratorio di espressione genica.

L'anemia drepanocitica è un gruppo di disordini di sangue ereditati causati dalle mutazioni genetiche nel gene di HBB, con conseguente emoglobina anormale, la proteina ferro-contenente che permette normalmente che i globuli portino l'ossigeno. Ciò induce i globuli rossi a diventare duri ed appiccicosi ed a somigliare ad uno strumento curvo dell'azienda agricola chiamato “una falce.„ Nei due disordini principali causati dalle mutazioni di HBB, l'anemia faciforme e la beta talassemia, globuli rossi non possono efficacemente portare l'ossigeno.

I sintomi dell'anemia drepanocitica comprendono il gonfiamento delle mani e dei piedi, il dolore dovuto l'ostruzione dei vasi sanguigni, l'anemia ed il colpo.

I disordini sono più comuni fra la gente di rispettabile africano, Mediterraneo e del Medio-Oriente. Uno in ogni 500 afroamericani ed uno in ogni 30.000 Americani ispani nascono con l'anemia drepanocitica, secondo il centri per il controllo e la prevenzione delle malattie.

La malattia può essere essiccata con i trapianti del midollo osseo o della cellula staminale, ma c'è un ad alto rischio che i destinatari dei trapianti rifiuteranno il midollo o le celle donato, che possono provocare gli effetti secondari e perfino la morte seri.

I ricercatori di Salk, che includono i co-primi autori il Mo Li e Keiichiro Suzuki, entrambi i soci di ricerca nel laboratorio di Belmonte, precisato per inventare un metodo sicuro per usare i iPSCs per correggere il gene di HBB in pazienti che hanno copie difettose del gene.

Poiché i iPSCs vengono dal proprio organismo di un paziente, dovrebbero portare meno rischio per il rigetto. Inoltre, circa altre 500 mutazioni malattia-causanti sono state identificate nel gene di HBB, in modo da correggere il gene potrebbe potenzialmente fare maturare un gran numero delle malattie in relazione con HBB universalmente.

Tuttavia, la generazione del iPSC e le tecniche tradizionali di terapia genica sono risultato essere potenzialmente pericolose, secondo i ricercatori.

Molti hanno usato i virus per convertire le celle adulte in cellule staminali e per portare un gene normale di HBB per infettare e riparare le cellule staminali ematopoietiche - cellule staminali che provocano tutti i globuli.

Ma quando queste cellule staminali riparate sono restituite ai pazienti, possono includere i transgenes - geni indesiderati che sono stato inseriti nel genoma ospite ed interrompere la funzione normale di DNA. La tecnica è egualmente inefficiente, correggendo soltanto una piccola percentuale delle mutazioni genetiche ed il successo di trapianto ha provato raro nei test clinici che verificano la terapia genica per trattare la beta talassemia.

“Abbiamo voluto fissare la mutazione in tal modo che non lascia alcune tracce indesiderate in genoma di un paziente,„ Suzuki diciamo.

Per fare quello, i ricercatori hanno usato un approccio in due tappe. In primo luogo, hanno catturato le cellule epiteliali adulte da un paziente con una mutazione di HBB che causa l'anemia drepanocitica. Hanno usato sei geni per persuadere queste celle per ritornare ai iPSCs, che potrebbero poi essere sviluppati nei globuli. I geni sono stati presentati nelle celle facendo uso di una tecnica che evita l'uso dei virus e l'inserzione dei transgenes nel genoma delle cellule.

Il loro punto seguente era di riparare la mutazione genetica di HBB nelle cellule staminali. Per operazione swap il gene difettoso con una copia normale nei iPSCs, i ricercatori hanno usato un adenovirus modificato (virus di raffreddore) quello, a differenza dei virus utilizzati in altri metodi, non si ripiega nell'organismo e non altera il DNA delle cellule ospiti. I geni virali sono stati cancellati e sostituito stati con una sequenza del DNA che ha contenuto un gene normale di HBB.

Il virus modificato poi ha consegnato il nuovo materiale genetico dentro i iPSCs, in cui la regione del DNA che contiene il gene rotto è stata sostituita con la sequenza che contiene il gene normale. “Accade naturalmente, lavorando come una chiusura lampo,„ Li dice. “Il buon gene chiude con chiusura a lampo appena perfettamente dentro, spingendo quello cattivo fuori.„

Sostituendo una regione relativamente grande di DNA, la tecnica permette che gli scienziati fissino molte mutazioni genetiche immediatamente, che suggerisce il metodo potrebbe fornire un modo trattare le centinaia di tipi di malattie in relazione con HBB. La correzione del gene del mutante HBB era egualmente altamente efficiente e le prove multiple effettuate del gruppo di ricerca per non assicurare geni erranti sono state integrate nel genoma.

Gli scienziati di Salk ora pianificazione fare i globuli dalle cellule staminali riparate e verificare la loro efficacia in animali. Se riuscito, questo può piombo alle terapie per gli esseri umani in cui le cellule staminali di un paziente saranno ritornate nei iPSCs, quindi geneticamente saranno riparate e trapiantate nuovamente dentro il midollo osseo dello stesso paziente. Se riuscito, il midollo osseo poi produrrà tutti i nuovi globuli, compreso emoglobina normale.

Se la tecnica prova efficace, i ricercatori dicono, potrebbero essere usati per il trattamento degli altri tipi di malattie causate dalle singole mutazioni genetiche.