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Corrigindo mutações nas células estaminais do músculo que usam a tecnologia deedição nova

Uma técnica deedição nova pode ser usada para corrigir mutações nas células estaminais de músculo, pavimentando a maneira para a primeira terapia de pilha potencial para desordens genéticas do músculo. A equipe de ECRC conduzida pelo professor Simone Spuler publicou seus resultados no jornal de “introspecção JCI”.

As células estaminais do músculo permitem nosso músculo de acumular-se e regenerar sobre uma vida com o exercício. Mas se determinados genes do músculo são transformados, o oposto ocorre. Nos pacientes que sofrem da distrofia muscular, o músculo esqueletal já começa enfraquecer-se na infância. De repente, estas crianças podem já não ser executado, jogar o piano ou escalar as escadas, e frequentemente são dependentes de uma cadeira de rodas pela idade de 15. Actualmente, nenhuma terapia para esta circunstância existe.

Agora, nós podemos alcançar mutações genéticas destes pacientes usando a tecnologia CRISPR-Cas9. Nós importamo-nos com mais de 2.000 pacientes na clínica de paciente não hospitalizado de Charité para desordens do músculo, e reconhecemos rapidamente o potencial da nova tecnologia.”

Professor Simone Spuler, cabeça do laboratório do Myology no centro de pesquisa experimental e clínico (ECRC)

O trabalho imediatamente começado dos pesquisadores com as algumas das famílias afetadas, e tem apresentado agora seus resultados na introspecção do jornal JCI. Nas famílias estudadas, os pais eram saudáveis e não tinham nenhuma ideia que possuíram um gene transformado. As crianças herdaram toda uma cópia da mutação da doença de ambos os pais.

As células estaminais humanas editadas do músculo tornaram-se fibras de músculo nos ratos

O termo “distrofia muscular” é usado para referir umas 50 doenças diferentes. “Todos tomam o mesmo curso, mas diferem devido à mutação de genes diferentes,” explicam Spuler. “E mesmo dentro dos genes, os locais diferentes podem ser transformados.” Depois de uma análise genomic de todos os pacientes, os pesquisadores escolheram de uma família devido a seu formulário particular da doença: a distrofia muscular 2D/R3 da Membro-cintura é relativamente comum, progride ràpida, e tem um local apropriado do embarcadouro para “as tesouras genéticas” perto da mutação no ADN.

Para o estudo, os pesquisadores tomaram uma amostra de tecido do músculo de um paciente de dez anos, isolada as células estaminais, multiplicado estes in vitro, e base usada editando para substituir um par baixo no local transformado. Injectaram então as células estaminais de músculo editadas nos músculos do rato, que podem tolerar pilhas humanas estrangeiras. Estes multiplicaram no roedor e tornaram-se mais fibras de músculo. “Com este, nós podíamos mostrar pela primeira vez que é possível substituir pilhas de músculo doentes com as saudáveis,” dizemos Spuler. Os testes mais adicionais de seguimento, as células estaminais reparadas serão reintroduzidos ao paciente.

Edição baixa - uma técnica sofisticada

A edição baixa é uma variação mais nova e altamente sofisticada da ferramenta CRISPR-Cas9 deedição. Considerando que no método “clássico”, ambas as costas do ADN são cortadas por estas tesouras moleculars, as enzimas do Cas usadas para a base que edita meramente o pique fora da glicose residual de uma base particular e anexam diferente, assim criando uma base diferente no local visado. “Esta ferramenta funciona mais como a pinça do que tesouras, e é perfeita para mutações de ponto visadas de execução em um gene,” diz o Dr. Helena Escobar, um biólogo molecular na equipe de Spuler. “É igualmente um método muito mais seguro, porque as mudanças indesejáveis são extremamente raras. Nas células estaminais genetically reparadas do músculo, nós não testemunhamos misediting em regiões sem intenção do genoma.” Escobar é o autor principal e a pessoa do estudo que desenvolveram a técnica para as pilhas de músculo.

A terapia de pilha autóloga - que envolve remover próprias células estaminais de um paciente, as editar fora do corpo e então as injectar de novo no músculo - não permitirá os sofredores que são já em cadeira de rodas andar outra vez. “Nós não podemos reparar o músculo que tem atrofiado já e substituído pelo tecido conjuntivo,” esforços de Spuler. E o número de pilhas que podem ser editadas in vitro é limitado igualmente. Contudo, o estudo fornece a primeira prova que um formulário da terapia pode mesmo ser possível para um grupo de doenças previamente incuráveis, e poderia ser usado para reparar defeitos pequenos do músculo, tais como aqueles na flexor do dedo.

Uma etapa mais perto de uma cura

Mas esta é apenas a primeira etapa. “O marco miliário seguinte será encontrar uma maneira de injectar o editor baixo directamente no paciente. Uma vez dentro do corpo, “nadaria” ao redor para um curto quando, edite todas as células estaminais do músculo, e então divide rapidamente outra vez.” A equipe quer começar logo as primeiras experimentações em um modelo do rato. Se isto igualmente trabalha, os neonatos poderiam ser testados para mutações genéticas correspondentes no futuro e a terapia curativa poderia ser iniciada numa altura em que comparativamente poucas pilhas precisariam de ser editadas.

Assim, que pôde in vivo uma terapia para a distrofia muscular olhar como em termos concretos? Este é algo que os cientistas têm testado nos modelos animais por algum tempo que usam vectores virais. Contudo, Helena Escobar explica que porque estes vectores permanecem no corpo durante bastante tiempo, o risco de misediting e os efeitos tóxicos são demasiado altos. “Uma alternativa seria para as moléculas do mRNA que contêm a informação para que o editor sintetize as ferramentas in vivo,” diz o biólogo molecular. o “mRNA divide muito rapidamente no corpo, assim que as enzimas terapêuticas podem somente permanecer em um estado activo por um curto período de tempo.” A terapia podia provavelmente igualmente ser repetida, caso necessário. “Nós não sabemos ainda se este precisaria de ser um ciclo da terapia que envolve diversas aplicações.”

Esta avenida terapêutica significaria que, ao contrário com da terapia de pilha autóloga, não cada paciente precisaria de ser tratado individualmente. Para cada formulário da terapia do músculo, uma “ferramenta” foi suficiente para curar a atrofia do músculo antes que o dano maior ocorreu mesmo. Mas, por agora, aquela é ainda uma maneira longa fora.

Source:
Journal reference:

Escobar, H., et al. (2021) Base editing repairs an SGCA mutation in human primary muscle stem cells. JCI Insight. doi.org/10.1172/jci.insight.145994.