Les chercheurs développent la méthode neuve pour amplifier le rendement de la retouche de gène de CRISPR dans DMD

Les scientifiques ont développé une méthode pour amplifier le rendement de la retouche de gène de CRISPR dans la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD), selon une étude qui pourrait avoir des implications pour optimiser des thérapies géniques pour d'autres maladies.

La conclusion a provenu de la recherche à UT du sud-ouest dans ce qu'une technique de gène-retouche d'unique-coupure a été employée sur des souris et les cellules humaines pour rectifier une mutation courante qui est à la base de DMD, une maladie mortelle ont entraîné par la perte de dystrophine, une protéine critique pour le fonctionnement de muscle.

Tout en vérifiant la technique, les scientifiques découvraient cela réglant les dosages des composantes de la gène-retouche de CRISPR peuvent de manière significative améliorer combien de dystrophine est produite par les gènes édités. Ils ont davantage constaté que le rapport optimal de composantes a changé basé sur quelle partie de l'ADN était éditée.

« Car nous vérifions CRISPR sur d'autres pièces défectueuses du gène de dystrophine, il peut être important de tordre nos formules pour des résultats optimaux, » a dit M. Éric Olson, qui a abouti l'étude publiée dans des avances de la Science. « Cette analyse neuve autre facilite l'utilisation de CRISPR comme traitement pour Duchenne et peut-être un certain nombre d'autres maladies. »

Conclusion inattendue

La technique de gène-retouche employée par les chercheurs exige deux composantes - une enzyme Cas9 appelé qui coupe l'ADN et l'ARN d'un guide qui fonctionne comme un dispositif moléculaire de GPS pour diriger Cas9 vers la séquence d'ADN spécifique dans le génome être édité.

Le laboratoire de M. Olson a développé une méthode pour éditer la partie défectueuse du gène de dystrophine en chargeant Cas9 dans un virus adeno-associé (AAV), un virus inoffensif qui est employé pour fournir les composantes de retouche dans les cellules. L'ARN de guide est également chargé dans un AAV pour diriger Cas9 vers la mutation où il coupe l'ADN.

Le processus de montage dérive la mutation et permet à des fibres musculaires de produire la dystrophine, avec des résultats positifs documentés dans des études précédentes par M. Olson en grands mammifères, souris, et cellules humaines.

Dans ces études, l'équipe avait l'habitude un rapport 1 à 1 normal de Cas9 et d'ARN de guide pour aider à remettre la production de dystrophine dans le muscle à plus de 90 pour cent de normale.

Dans l'étude neuve visant une partie différente du gène, ils ont découvert que le rapport 1 à 1 n'a pas fonctionné aussi bien : La production de dystrophine a été seulement remise à 5 pour cent de normale une fois livrée dans le flot de sang.

Par le test et erreur, les scientifiques ont trouvé utilisant un rapport 10 to-1 d'ARN de guide à Cas9 permis pour la retouche optimale de ce segment particulier du gène de dystrophine. Dans un délai de quatre semaines d'une dose de CRISPR, la production de dystrophine a été remise dans environ 90 pour cent de fibres de muscle et de coeur chez les souris avec une mutation courante de DMD.

« C'est étonnant, » a dit M. YI-Li Min, le premier auteur de l'étude. « Nous avions toujours livré l'ARN de guide et le Cas9 utilisant deux virus dans des montants égaux et n'avions pas pensé pour examiner changer le rapport. »

Exons défectueux

DMD, la maladie génétique fatale la plus courante dans les garçons, aboutit à muscle et insuffisance cardiaque, et mort prématurée par le début des années 1930. Les patients sont obligatoires dans des fauteuils roulants en tant que leurs muscles dégénérés et éventuellement sur des respirateurs pendant que leurs muscles de membrane affaiblissent. Aucun traitement efficace n'existe, bien que les scientifiques aient su pendant des décennies qu'une défectuosité dans les 79 exons l'uns des qui comportent le long gène de dystrophine entraîne la condition.

M. Olson a les études multiples publiées dans lesquelles son laboratoire a effectué les coupures uniques aux points stratégiques d'ADN aux mutations correctes. Y compris le sien la dernière étude qui s'est concentrée sur l'omission de l'exon 44, son laboratoire a produit les techniques de CRISPR qui visent les cinq défectuosités les plus courantes vues dans des patients de DMD, représentant environ la moitié des cas mondiaux. Une demande de règlement clinique pour l'exon 44, qui est situé dans un des hotspots mutationnels les plus courants sur le gène, peut bénéficier environ 12 pour cent de patients.

Les techniques n'ont pas été encore reconnues pour l'utilisation clinique, mais l'équipe de M. Olson a pris l'année dernière une mesure importante vers cet objectif après avoir publié une apparence d'étude de la Science que CRISPR édite sur l'exon 51 a arrêté l'étape progressive de DMD chez les crabots.

Dans plusieurs semaines de la retouche de gène, la protéine manquante a été remise en tissu musculaire dans tout le fuselage, y compris la rectification de 92 pour cent au coeur et 58 pour cent dans la membrane, le muscle principal requis pour la respiration. Les scientifiques ont estimé qu'un seuil de 15 pour cent est nécessaire pour aider de manière significative des patients.

Le laboratoire entreprend des études plus à long terme chez les crabots pour mesurer si les niveaux de dystrophine demeurent stables et pour assurer le gène édite n'ont pas des effets secondaires défavorables.

M. Olson espère que la prochaine opération au delà des crabots est un test clinique, qui serait parmi plusieurs que le programme du sud-ouest de thérapie génique d'UT vise à lancer dans les années à venir pour adresser les nombreuses maladies mortelles d'enfance.

« Nous avons plus pour faire avant que nous puissions employer ceci cliniquement, » M. Olson avons dit, « mais il est passionnant pour voir qu'à quelle distance nous sommes venus. »

Source : https://www.utsouthwestern.edu/newsroom/articles/year-2019/boosting-crispr-efficiency.html