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I ricercatori usano alla la selezione genetica basata CRISPR per identificare tre obiettivi di promessa del trattamento del HIV

I ricercatori dal Whitehead Institute, l'istituto di Ragon di MGH, il MIT e Harvard ed il vasto istituto del MIT e di Harvard hanno usato la tecnologia gene-modificante CRISPR-Cas9 per identificare tre obiettivi nuovi di promessa per il trattamento di infezione HIV. Nel loro rapporto che riceve la pubblicazione online di avanzamento nella genetica della natura, il gruppo di ricerca descrive come schermare con CRISPR per i geni umani che sono essenziali per infezione HIV ma non per la sopravvivenza cellulare ha identificato cinque geni - tre di cui non era stato identificato negli studi più iniziali facendo uso di interferenza del RNA. Il loro metodo può anche essere usato per identificare gli obiettivi terapeutici per altri agenti patogeni virali.

“Siamo stati sorpresi trovare che c'è in modo da pochi fattori ospite richiesti per infezione HIV data alcuna della letteratura precedente,„ osserviamo David M. Sabatini, il docente di Whitehead Institute e l'autore co-corrispondente del documento della genetica della natura. “La bellezza agli degli schermi genetici basati CRISPR è i chiari e risultati che robusti danno,„ note Sabatini, che sono egualmente membro di vasti istituto e professore di biologia a Massachusetts Institute of Technology.

“I farmaci correnti anti-HIV in modo schiacciante mirano alle proteine virali,„ dice Ryan J. Park dell'istituto di Ragon e di vasto istituto, autore del co-cavo del rapporto. “Poiché il HIV subisce una mutazione così rapido, gli sforzi resistenti alla droga emergono frequentemente, specialmente quando i pazienti mancano le dosi del loro farmaco. Sviluppare nuove le droghe per mirare ai geni umani richiesti per infezione HIV è un approccio di promessa alla terapia del HIV, con potenzialmente meno opportunità per lo sviluppo della resistenza.„

Bruce Walker, Direttore dell'istituto di Ragon e dell'autore co-corrispondente del documento della genetica della natura, spiega, “i virus sono molto piccoli e fanno molto pochi geni - il HIV ha soltanto 9, mentre gli esseri umani hanno più di 19.000 - in modo da requisire i virus i geni umani per fare le particelle elementari essenziali per la loro replica. Il nostro scopo era di identificare i geni umani, anche chiamati geni ospite, che sono essenziali affinchè il HIV ripiegassero ma potrebbe eliminarsi senza nuocere ad un paziente umano.„

Tim Wang, una ricerca di conduzione dello studente di laurea al Whitehead Institute ed il vasto istituto ed autore del co-cavo del rapporto, spiega, “CRISPR permette completamente di tramortire i geni al livello del DNA; ed il nostro genoma di ampiezza, approccio di CRISPR-Cas9-based mira a più di 18.500 geni, la vasta maggioranza dei geni umani di proteina-codifica. Il nostro studio dimostra come a schermi basati CRISPR possono applicarsi per identificare i fattori ospite critici alla sopravvivenza di altri agenti patogeni virali ma superflui per attuabilità della cellula ospite. La vasta applicazione di questo metodo dovrebbe segnare una classe con esattezza novella di obiettivi terapeutici potenziali che precedentemente underexplored per il trattamento della malattia infettiva.„

Nir Co-corrispondente Hacohen autore, un membro dell'istituto al vasto istituto e Direttore dell'immunologia del Cancro al policlinico di Massachusetts (MGH), aggiunge, “un aspetto importante del nostro studio doveva mettere a fuoco sulle celle di T umane, gli obiettivi primari del HIV ed identificare i geni ospite con il ruolo più drammatico nell'infezione virale delle celle di T.„

La ricerca precedente ha identificato parecchi fattori di dipendenza ospite, compreso due proteine richieste affinchè il HIV entri nelle celle di T CD4, l'obiettivo primario del virus: CD4 la molecola stesso, a cui il virus lega e CCR5, che facilita l'associazione degli sforzi di HIV comuni. Le persone con una mutazione particolare CCR5 sono immuni a quegli sforzi virali - effettivamente la sola persona ha considerato essiccato di infezione HIV ha ricevuto un trapianto del midollo osseo da un donatore con quello mutazione CCR5 - ma mentre gli inibitori terapeutici CCR5 sono stati sviluppati e sono nell'uso clinico, possono causare gli effetti secondari seri.

Tre 2008 studi che hanno usato l'interferenza del RNA (RNAi) per identificare i fattori potenziali di dipendenza ospite hanno identificato più di 800 obiettivi possibili; ma la poca sovrapposizione fra i risultati degli studi ha suggerito un tasso alto di risultati del falso positivo. Inoltre, nessuno di quegli studi è stato svolto facendo uso delle celle immuni mirate a dal HIV, che egualmente diminuisce la probabilità che i geni identificati realmente partecipano all'infezione del HIV delle celle di T CD4.

Il Tim Wang dell'istituto di Whitehead spiega che, “RNAi sopprime ma completamente non blocca l'espressione genica - in grado di permettere che un gene mirato a produca abbastanza proteina per permettere l'infezione HIV - ed anche può sopprimere l'espressione dei geni supplementari oltre all'obiettivo progettato, piombo ad un risultato del falso positivo.„

Facendo uso di CRISPR schermare una linea cellulare derivata dalle celle di T HIV-suscettibili CD4 ha identificato cinque geni quei, una volta inattivata, celle protette da infezione HIV senza pregiudicare la sopravvivenza cellulare. Oltre a CD4 e a CCR5, lo schermo ha identificato i geni per due enzimi - TPST2 e SLC35B2 - che modificano la molecola CCR5 in un modo che è richiesto per l'associazione del HIV. Un gene supplementare identificato tramite lo schermo era ALCAM, che è compreso nell'aderenza della cella--cella. Quando le celle di T CD4 sono esposte agli importi bassi del virus, ha potuto essere veduto nella trasmissione naturale, la perdita di ALCAM è stata associata con la protezione notevole da infezione HIV.

La sosta spiega, “ALCAM è necessaria per aderenza della cella--cella nella nostra linea cellulare, permettendo il trasferimento virale più efficiente da una cella nel seguente. Infatti, abbiamo trovato che quello artificialmente indurre l'aggregazione delle celle che mancano di ALCAM ha riparato la trasmissione della cella--cella del HIV. Ulteriori studi sono necessari studiare se mirare a questi geni sarebbe tossica agli esseri umani. Tuttavia, anche se l'inibizione sistematica ha effetti tossici, approcci di terapia genica che mirano selettivamente a questi geni soltanto in celle di T CD4 o i loro precursori possono evitare queste tossicità, sebbene sia importante notare che la terapia genica rimane sfidare e un approccio terapeutico potenzialmente costoso.„

Source:

Whitehead Institute for Biomedical Research