基因工程为镰状细胞治疗铺平了道路

医生和实验室的一个科学家小组已经迈出了关键一步治疗镰状细胞病,使用CRISPR-Cas9基因编辑修复突变基因疾病的干细胞影响病人的血。

第一次,他们纠正了突变的干细胞的比例高到足以在镰状细胞患者产生一个实质性的好处。

伯克利加州大学的研究人员,加州大学旧金山贝尼奥夫儿童医院奥克兰研究所(CHORI)和犹他大学医学院的希望re-infuse编辑干细胞和缓解患者症状的疾病,主要影响那些非洲裔和导致贫血,痛苦的血液堵塞和过早死亡。

“我们非常兴奋的承诺这一技术,”雅各布玉米说,这项研究的资深作者和科学创新的基因组计划主任加州大学伯克利分校。“仍然有很多工作要做之前,这种方法可能应用于临床,但我们希望,它将为新型治疗患者镰状细胞病。"

在小鼠试验中,转基因干细胞移植后至少四个月左右,一个重要的指标,以确保任何潜在的治疗将是持久的。

“这是一个重要的进步,因为我们第一次显示干细胞水平的调整应该足够的临床益处的人镰状细胞性贫血,”合著者马克·沃尔特斯说,旧金山加州大学的儿科血液学家和肿瘤学家和导演贝尼奥夫奥克兰的血液和骨髓移植计划。

研究结果将发表在10月12日出版的在线杂志科学转化医学。

镰状细胞病是一种隐性遗传疾病引起的一个突变基因的两个副本为β球蛋白编码,一种蛋白质,一部分用于运输氧气的血红蛋白分子。这纯合子的缺陷导致血红蛋白分子粘在一起,变形红细胞成一个“镰刀”的形状特征。这些畸形细胞在血管,造成堵塞,贫血、疼痛、器官衰竭和显著缩短寿命。镰状细胞病在非洲裔美国人尤其普遍,撒哈拉以南非洲人口影响着全世界成千上万的人。

小组的目标是开发纠正致病突变基因工程学方法在每个患者自身的干细胞,以确保新的红细胞是健康的。

该团队使用CRISPR-Cas9纠正造血的致病突变干细胞——前驱细胞成熟红细胞——从镰状细胞患者的全血分离。纠正细胞产生健康的血红蛋白、突变细胞不让。

未来临床前工作将需要额外的优化、大规模的老鼠研究和严格的安全分析,研究人员强调。玉米和他的实验室与沃尔特斯,开发专家治疗,如骨髓移植和基因治疗镰状细胞病,发起一个早期阶段临床试验来测试这个新的治疗在未来五年内。

值得注意的是,研究小组可以应用在这项研究中描述的方法来开发治疗其它血液疾病,如β-thalassemia重度联合免疫缺陷(SCID),慢性肉芽肿性疾病,罕见疾病如Wiskott-Aldrich综合症和Fanconi贫血,甚至感染艾滋病毒。

“镰状细胞病只是众多血液疾病之一,由一个基因组的突变引起的,“玉米说。“很可能其他研究人员和临床医生可以使用这种类型的基因编辑探索治疗大量疾病。”

“有一个清晰的路径发展治疗某些疾病,”文章的第二作者犹他大学的达娜·卡罗尔说,师的第一个基因组编辑技术在十年前。“这是非常可喜的基因编辑技术实际应用。”

创新的工作是水果基因组计划,加州大学伯克利分校和加州大学旧金山分校之间的共同努力,旨在正确使用CRISPR-Cas9 DNA突变,构成人类疾病,开创性的技术由加州大学伯克利分校的科学家参与,使得基因组编辑比以往任何时候都更容易和更有效。

医生和科学家的项目还利用专业知识UCSF贝尼奥夫儿童医院奥克兰,一个主要的研究中心和治疗镰状细胞病,和卡罗尔的专长领域的基因组工程。

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