Naujas įrankis leidžia slopinti genus pelių širdies raumens ląstelėse naudojant CRISPRi

Naujas įrankis leidžia slopinti genus pelių širdies raumens ląstelėse naudojant CRISPRi

Gyvensena mityba, dietos, judėjimas

Christine Vollgraf, Deutsches Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung eV

Novatoriška priemonė, skirta tikslingai modifikuoti genų aktyvumą širdies raumens ląstelėse, galėtų tapti standartiniu širdies ir kraujagyslių ligų tyrimo metodu.

Dr. Patrick Laurette ir jo kolegos iš Vokietijos širdies ir kraujagyslių tyrimų centro (DZHK), vadovaujami prof. Ralfo Gilsbacho, sėkmingai sumažino atskirų genų aktyvumą pelių širdies raumens ląstelėse, naudodami CRISPRi sistemą.

Ši technologija leidžia laikinai slopinti genų ekspresiją nekeičiant genetinės sekos. Taip išvengiama galimos rizikos, susijusios su tiesiogine intervencija į genomą. Tyrimas paskelbtas m Cirkuliacijos tyrimai.

CRISPRi yra pagrįstas CRISPR-Cas genomo redagavimo sistema, tačiau neturi galimybės iškirpti DNR, vadinamosios „negyvos CAS“ (dCAS), ir yra sujungtas su KRAB represoriaus domenu. Naudojant trumpą RNR kaip molekulinį vadovą, dCas9 gali prisijungti prie specifinių DNR sekų. Dėl to tikslinė genomo sritis yra epigenetiškai nutildyta, o genas nebegali būti nuskaitomas. Ši blokada vadinama „epigenetiniu nutildymu“.

Norėdami įvesti CRISPRi sistemą į pelių širdies raumens ląsteles, mokslininkai naudojo adeno-associated virusus (AAV), kurie neintegruojasi į genomą. Vienas iš iššūkių buvo supakuoti visą sistemą į ribotą AAV genominį pajėgumą. Mokslininkams tai pavyko padaryti naudojant ypač mažą dCAS. Nors šiuo atžvilgiu kiti virusiniai vektoriai turi daugiau pajėgumų, jie negali efektyviai pasiekti širdies raumens ląstelių arba integruotis į genomą.

Veiksminga širdies raumens blokada

Daktaras Patrickas Laurette'as ir jo kolegos iš Heidelbergo universitetinės ligoninės parodė, kaip gerai epigenetinis nutildymas naudojant AAV-CRISPRi sistemą veikia širdies ląstelėse keletui genų ir stiprintuvų. Kai kurių genų aktyvumas sumažėjo iki 95 proc. Stiprintojai yra reguliavimo elementai, galintys tiksliai suderinti genų ekspresiją iš tolimų genomo regionų.

„Žinduolių organizmo sudėtingumą lemia maždaug 1 milijonas reguliuojančių elementų. Vien širdies raumens ląstelėse yra nuo 50 000 iki 100 000 šių stiprintuvų”, – sako prof. Ralfas Gilsbachas. Dabar jie sutelkia dėmesį į šių reguliavimo elementų moduliavimą, naudodami savo naują metodą, skirtą tokioms ligoms kaip širdies nepakankamumas ar širdies aritmija gydyti.

Vertimo perspektyva

Gilsbachas pabrėžia šio metodo transliacinę reikšmę, leidžiančią konkrečiai paveikti genų ekspresiją in vivo nekeičiant DNR sekos. Metodas taip pat yra titruojamas, tai reiškia, kad jį galima reguliuoti ir jo poveikį galima pakeisti. Palyginti su kitais metodais, tokiais kaip genetinis išmušimas, kai genai sunaikinami, AAV-CRISPRi sistema siūlo tikslesnę natūralių reguliavimo mechanizmų imitaciją.

Metodiškai optimizuota ir toliau tobulinama procedūra taip pat gali būti naudojama ilgalaikėje žmonių terapijoje. „Esu įsitikinęs, kad šis metodas turi transliacinę reikšmę, net jei sunku nuspėti, kaip greitai čia tęsis plėtra“, – sako Gilsbachas.

Jau yra daug įmonių, kurios svarsto, kad AAV galėtų pristatyti CRISPR komponentus terapijai. Be kita ko, jie stengiasi išvengti nepageidaujamų antikūnų reakcijų. Taip yra todėl, kad žmonės turi antikūnų prieš AAV ir dažnai prieš CRISPR baltymą, gautą iš bakterijų.

Teikia Deutsches Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung eV