基因治疗新技术是离目标更近一步

基因治疗是一种强大的研发技术,解决无数疾病的潜力。例如,亨廷顿氏舞蹈症,神经退行性疾病,是由单个基因的突变引起的,如果研究人员可以进入特定的细胞和纠正缺陷,理论上这些细胞可以恢复正常功能。

一个重大的挑战,然而,创造正确的“运载工具”,可以携带基因和分子细胞需要治疗,同时避免细胞没有。

现在,加州理工学院的研究人员领导的研究小组开发了一种基因传递系统具体的目标大脑细胞,同时避免肝。这是很重要的,因为一个基因疗法被用来治疗大脑紊乱,例如,也可以创建一个有毒副作用的肝肿瘤的免疫反应,因此渴望找到运载工具,只有去他们的预定目标。研究结果显示在鼠标和狨猴模型,将技术转化为人类的一个重要的一步。

论文描述新发现刊登在杂志上自然神经科学12月9日。这项研究是由Viviana Gradinaru加州理工学院神经科学和生物工程教授,中心主任分子和细胞神经科学。

这一技术的关键是使用腺相关病毒或装甲防护,长期以来被认为是有前途的候选人作为运载工具。在数百万年的进化历程,病毒已经进化出有效的方法来获得进入人体细胞,和几十年来研究人员一直在开发方法利用马一样的木马病毒的能力为人类造福。

装甲防护是由两个主要组件:一个外壳,称为衣壳,这是由蛋白质;衣壳内的遗传物质包裹。为基因治疗用重组装甲防护,研究人员把这种病毒的遗传物质从衣壳和替换所需的货物,如一个特定基因或小分子治疗的编码信息。

“重组装甲防护被复制的能力,使得一个强大的工具,它是生物,旨在获得进入细胞,”David Goertsen说研究生co-first作者在纸上。“我们可以利用自然生物学获得专门的神经科学研究和基因治疗的工具。”

衣壳的形状和组成是一个关键的一部分,AAV进入细胞的方式。Gradinaru实验室的研究人员已经工作了近十年在工程AAV衣壳,穿过血脑屏障(BBB)和开发方法选择和反对某些特征,导致病毒载体更具体的某些大脑内的细胞类型。

在新的研究中,研究小组开发BBB-crossing衣壳,特别是aav。CAP-B10-that是有效地进入脑细胞,特别是神经元,同时避免许多系统的目标,包括肝细胞。重要的是,两个神经元特异性和降低肝靶向不仅展示了发生在老鼠中,一个共同的研究动物,而且在实验室狨猴。

“有了这些新的衣壳,研究社区现在可以测试多个基因治疗策略在啮齿动物和狨猴和建立必要的证据采取这样的策略来诊所,“Gradinaru说。“神经取向和降低肝脏针对我们工程师AAV衣壳是重要的特性,可能会导致更安全、更有效的治疗脑部疾病的选择。”

AAV衣壳的变体,在非人灵长类动物的翻译是一个主要的一步技术用于人类,像以前的变体AAV衣壳已经在非人灵长类动物的不成功。Gradinaru实验室体内的系统方法,它使用一个过程被称为定向进化在多个站点已经成功地修改AAV衣壳产生变异,可以跨越不同菌株的元bbb的老鼠,如图所示,在这项研究中,在狨猴。

“这项研究结果表明,引入多样性在多个位置AAV衣壳表面可以提高转基因效率和神经元特异性表达,“Gradinaru说。“AAV工程的力量赋予小说取向和组织特异性,为我们展示了大脑和肝脏,扩大了潜在的研究和临床前应用程序可以使大脑的治疗疾病的新方法。”