Terapia gjenetike e përhershme për DEB

Hapi i parë i procesit të futjes së një gjeni funksional është arritur në qelizat 'të lehta për t'u përdorur' në laborator. Studiuesit tani po punojnë për një mënyrë të sigurt dhe efektive për ta bërë këtë në qelizat e lëkurës së pacientit. Studiuesit kanë përdorur nanogrimca për të bartur gjenin e punës në qelizat në një pjatë dhe tani po i testojnë ato në lëkurën e modelit.

Rezultatet janë publikuar në vitin 2024 në Revista Britanike e Dermatologjisë dhe në Gazeta e Dermatologjisë Hulumtuese.

Dr Jacków prezantoi një përditësim mbi projektin në fundjavën e anëtarëve 2024:

Studiuesi kryesor:

Dr Joanna Jacków ka përvojë të gjerë dhe një histori të dëshmuar në terapinë gjenetike të epidermolizës bullosa dhe aplikacionet e redaktimit të gjeneve. Dr Jacków ka demonstruar redaktim efikas të gjeneve duke përdorur një sërë mjetesh të redaktimit të gjeneve, duke përfshirë CRISPR-Cas9, redaktimi bazë dhe prime, në DEB për të riparuar saktësisht mutacionet në keratinocitet, fibroblaste dhe qeliza staminale pluripotente të induktueshme (iPSCs).

Bashkë-studiuesit:

Prof John McGrath ka zhvilluar terapi të avancuara të qelizave DEB bazuar në injektimin e fibroblasteve të korrigjuara me COL7A1, duke demonstruar sigurinë dhe efikasitetin e hershëm në provat klinike. Ai do të përqendrohet në përzgjedhjen dhe karakterizimin e mostrave të qelizave dhe do të ndihmojë në krijimin e një tubacioni për përkthimin e shpejtë klinik të terapive të reja të gjeneve COL7A1 te pacientët.

Prof Stephen Hart (UCL, GOSH, Londër) ka përvojë të gjerë në formulimet dhe metodat e reja të shpërndarjes së acideve nukleike terapeutike me nanogrimca jovirale dhe aplikimin e tyre në trajtimin e sëmundjeve duke përfshirë fibrozën cistike, neuroblastomën, diskinezinë primare ciliare dhe naevi melanocitare kongjenitale. .

“Duke dëgjuar njerëzit me DEB, ne e dimë se ëndrra për një “krem gjen” është lartë në listën e dëshirave të të gjithëve… Projekti ynë i ri kërkimor ka të bëjë me zhvillimin e një forme të përhershme të terapisë gjenetike aktuale COL7A1. Në këtë fazë, ne duam të zhvillojmë teknologji të re për të futur përgjithmonë një kopje të plotë të gjenit COL7A1 në mënyrë të sigurtë në gjenomin e dikujt me DEB.

– Dr Joanna Jacków

Titulli i grantit: Zëvendësimi i Supereksonit i ndërmjetësuar nga PASTE i COL7A1 si një trajtim për epidermolizën distrofike të bullozës

Gjatë 30 viteve të fundit kemi mësuar se DEB shkaktohet nga variantet e ADN-së në gjenin e kolagjenit të tipit VII (COL7A1). Pa një gjen funksional COL7A1, lëkura nuk mund të prodhojë mjaftueshëm proteina kolagjeni të tipit VII, që do të thotë se lëkura është më pak elastike ndaj lëndimeve dhe krijohen flluska. Sfida për studiuesit ka qenë se si të zëvendësojnë ose rregullojnë gjenin COL7A1. Duke dëgjuar njerëzit me DEB, ne e dimë se ëndrra për një "krem gjen" është lartë në listën e dëshirave të të gjithëve.

Ne jemi gjithashtu të ngazëllyer nga përparimi i fundit në zhvillimin e një produkti të ri të gjeneve COL7A1 aktuale nga kolegët në Universitetin Stanford në partneritet me Krystal Biotech, megjithëse kjo qasje duhet të ketë aplikime të përsëritura për të pasur një efekt afatgjatë. Projekti ynë i ri kërkimor ka të bëjë me zhvillimin e një forme të përhershme të terapisë gjenetike aktuale COL7A1. Në këtë fazë, ne duam të zhvillojmë teknologji të re për të futur përgjithmonë një kopje të plotë të gjenit COL7A1 në mënyrë të sigurt në gjenomin e dikujt me DEB. Sistemi i ri i terapisë gjenetike quhet PASTE, i cili qëndron për "Shtesë e programueshme nëpërmjet elementeve të synimit specifik të sitit". Për këtë projekt, ne do të përdorim PASTE për të futur gjenin COL7A1 në qelizat e lëkurës DEB. Më pas do të kontrollojmë nëse mund të rivendosim kolagjenin e tipit VII. Më pas ne do të punojmë në optimizimin e sistemeve të shpërndarjes së lipideve për t'u siguruar që mund të marrim terapinë në lëkurë dhe jo vetëm në qeliza. Tani për tani, ne nuk jemi duke ndërmarrë një provë klinike, por ky do të jetë plani ynë i ardhshëm.

Ky projekt fokusohet në zhvillimin e një synimi për të kuruar trajtimin për bulloza distrofike të epidermolizës (DEB). Është bërë përparim i konsiderueshëm në zhvillimin e terapisë gjenetike aktuale për DEB duke përdorur vektorë viralë jointegrues për të dhënë COL7A1 në lëkurën e plagosur, megjithëse administrimi i përsëritur është i nevojshëm për përfitime të qëndrueshme.

Si një qasje e mëtejshme, ne synojmë të përdorim integrimin e përhershëm të gjenit COL7A1 me gjatësi të plotë duke përdorur shtimin e programueshëm nëpërmjet elementeve të synimit specifik të vendit (PASTE). PASTE kombinon specifikën dhe sigurinë e redaktimit kryesor me kapacitetin e madh mbajtës të integrazave të serinës për të futur deri në 36 kb material në vende të projektuara posaçërisht në gjenom. Integrimi i përhershëm i gjenit COL7A1 me gjatësi të plotë do të lejojë një qasje të redaktimit të ADN-së "një madhësi që i përshtatet të gjithëve".

Së pari, ne do të përzgjedhim dhe karakterizojmë keratinocitet dhe/ose fibroblaste nga lëkura e pacientit DEB. Më pas do të vërtetojmë dizajnin e konstruksionit PASTE duke përdorur elektroporimin e plazmideve të personalizuara. Integrimi i gjenit COL7A1 do të konfirmohet duke përdorur sekuencën PCR- dhe Sanger. Qelizat e redaktuara me sukses do të izolohen dhe rikarakterizohen për të ekzaminuar shpëtimin e kolagjenit të tipit VII. Pas vërtetimit të dizajnit të konstruksionit, në vend të ADN-së plazmidike, enzimat PASTE do të shpërndahen nëpërmjet mRNA të elektroporatizuar të sintetizuar in-vitro. Më pas, ne do të fokusohemi në metodat e shpërndarjes, duke zhvilluar nanogrimca të bazuara në lipide (LNP) të synuara nga receptorët për të ofruar makineri PASTE në qelizat e synuara. Shfaqja e fagut do të identifikojë sekuencat peptide që lidhen fort dhe preferencialisht me fibroblastet dhe keratinocitet. Komponentët lipidikë do të hetohen për përshtatshmërinë e tyre për aplikim topik në modelet e lëkurës 3D. Si përmbledhje, ky projekt synon të zhvillojë një formë të re të terapisë së zëvendësimit të gjeneve për DEB.

Projekti ynë ka dy synime kryesore:

Së pari, ne duam të marrim një kopje të tërë të një gjeni të pamutuar dhe ta fusim atë në ADN-në e pacientëve në mënyrë që qelizat e tyre të fillojnë të prodhojnë proteinën e nevojshme për lëkurë të shëndetshme. Kjo do të na lejojë të krijojmë një kurë gjenotip-agnostike (dmth. funksionon pavarësisht se cili mutacion ka një pacient) dhe një kurë të përhershme. Në gjashtë muajt e fundit, ne kemi marrë hapin e parë të redaktimit të ADN-së që funksionon shumë mirë në qelizat që ndryshohen lehtë, por qelizat e lëkurës së pacientit po tregohen më kokëfortë. Tani po punojmë për të siguruar që të kemi një protokoll të sigurt dhe efektiv për të ndryshuar ADN-në në qelizat që kanë rëndësi.

Së dyti, ne duam të krijojmë nanogrimca që mund ta bartin këtë makineri të redaktimit të ADN-së në qelizat e lëkurës me një formulim kremi aktual të lehtë për t'u aplikuar. Ne jemi duke eksperimentuar me formula të ndryshme për këto nanogrimca. Ne kemi arritur disa rezultate premtuese duke aplikuar nanogrimca në qelizat në një pjatë, dhe tani po i testojmë ato në lëkurën e modelit. Kjo do të jetë më e vështirë (lëkura ka evoluar posaçërisht për t'i mbajtur gjërat jashtë), por te pacientët me EB, barriera e lëkurës tashmë është dobësuar dhe e ndërprerë. Ne jemi duke eksploruar mënyra për të para-trajtuar lëkurën e modelit për të përsëritur lëkurën e pacientëve me EB, dhe shpresojmë se kjo do të lejojë që nanogrimcat të depërtojnë më thellë në inde.

Aktualisht, ne jemi në bisedime me Economist që të vijë një gazetare dhe të vëzhgojë punën tonë në mënyrë që ajo të shkruajë një artikull mbi përparimin tonë.