早期对预防遗传性疾病基因编辑成功的前景

科学家们,第一次纠正致病突变在早期人类胚胎基因编辑。这项技术,它使用CRISPR-Cas9系统纠正心脏病的突变在胚胎发育的早期阶段,这样的缺陷不会传递给后代。

中描述的工作自然2017年8月2日,索尔克研究所之间的合作,俄勒冈州健康与科学大学(也是OHSU)和韩国的基础科学研究所和铺平了道路,以提高体外受精(IVF)结果以及最终治愈的成千上万的疾病引起的突变在单基因。

“谢谢干细胞技术的进步和基因编辑,我们终于开始解决致病突变,影响潜在的数以百万计的人,”胡安•卡洛斯说Izpisua Belmonte,索尔克教授实验室的基因表达和论文的通讯作者。”基因编辑仍在起步阶段,所以尽管这初步努力被发现是安全有效的,这是至关重要的,我们继续进行斟酌,最高关注伦理性考量。”

虽然基因编辑工具有能力治愈一些潜在的疾病,科学家们已经开始谨慎,在一定程度上避免意想不到的突变引入生殖细胞系(细胞成为卵子或精子)。Izpisua Belmonte是唯一有资格说话的伦理基因组编辑部分是因为,作为成员人类基因委员会编辑美国科学院、工程和医学,他帮助作者2016年的路线图”人类基因组编辑:科学、伦理和治理”。这项研究在当前的研究中是完全符合建议的文档,和密切遵循指南也是OHSU的机构审查委员会和额外的特别建立了科学和伦理审查委员会成立。

肥厚性心肌病(HCM)是最常见的原因在健康年轻运动员猝死,整体和影响大约500人。它是由MYBPC3基因的显性突变引起的,但常常未被发现,直到为时已晚。自MYBPC3基因变异副本的人有50%的机会将它传递给自己的孩子,能够正确的突变胚胎会防止这种疾病不仅影响孩子,还在他们的后代。

研究了诱导多能干细胞从皮肤活检捐赠的男性与HCM和专门开发了一个基于CRISPR-Cas9基因编辑策略,将目标的变异拷贝MYBPC3基因修复。目标突变MYBPC3基因被Cas9酶切,允许捐赠者的细胞的DNA修复机制来解决突变下一轮的细胞分裂期间利用合成DNA序列或non-mutated MYBPC3基因作为模板的副本。

通过试管婴儿技术,研究人员表现最好的基因编辑组件注入新健康捐献者的卵子受精与捐赠者的精子。然后他们所有的早期胚胎细胞单细胞分析解决如何有效地修复突变。

科学家们惊讶多么安全、高效的方法。不仅高百分比的胚胎细胞得到修复,而且基因修正没有引起任何检测到非目标基因突变和基因instability-major关心编辑。此外,研究人员开发了一个强大的战略,以确保修复发生一直在所有细胞的胚胎。(参差不齐的修复会导致一些细胞继续携带突变)。

“即使病人细胞在培养皿中培养的成功率很低,我们看到的基因修正似乎是非常健壮的胚胎的哪一份MYBPC3基因突变,”索尔克员工吴小君说,科学家和论文的第一作者之一。后,这部分是因为CRISPR-Cas9介导突变的酶切基因复制,胚胎发起自己的维修。而不是使用合成DNA模板提供,研究小组发现,令人惊讶的是,胚胎优先使用可用的健康修复基因突变部分的副本。“我们的技术成功地修复了致病基因突变利用DNA修复反应的早期胚胎”Wu说。

Izpisua Belmonte和吴邦国强调,尽管承诺,这些非常初步结果,需要做更多的研究,以确保没有出现意想不到的效果。

“我们的研究结果表明胚胎的巨大潜力基因编辑,但我们必须继续现实地评估风险和收益,“添加Izpisua Belmonte。

未来的工作将继续评估过程的安全性和有效性和效力的技术与其他突变。