Với phương pháp chỉnh sửa gen CRISPR mới, các nhà khoa học từ Đại học Illinois tại Urbana-Champaign đã vô hiệu hóa một trong những gen chịu trách nhiệm cho một dạng bệnh xơ cứng teo cơ di truyền ALS - một bệnh thần kinh suy nhược và gây tử vong mà không thể chữa khỏi. Phương pháp mới làm chậm tiến triển bệnh, cải thiện chức năng cơ bắp và kéo dài tuổi thọ ở chuột với dạng ALS hung dữ.

"Không may ALS có ít lựa chọn điều trị. Đây là bước đầu tiên quan trọng cho thấy hình thức chỉnh sửa gen mới này có thể được sử dụng để điều trị bệnh", giáo sư nghiên cứu sinh học Thomas Gaj, người đồng dẫn đầu nghiên cứu với giáo sư nghiên cứu sinh học Pablo Perez cho biết. -Pinera.

Phương pháp này dựa trên một công nghệ chỉnh sửa gen mới nổi được gọi là trình soạn thảo cơ sở CRISPR.

Các công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR truyền thống đã cắt cả hai chuỗi phân tử DNA, có thể gây ra nhiều lỗi khác nhau trong trình tự DNA, hạn chế hiệu quả của nó và có khả năng dẫn đến một số đột biến ngoài ý muốn trong bộ gen. Thay vào đó, nhóm Illinois đã sử dụng chỉnh sửa cơ sở "để thay đổi một chữ cái của chuỗi DNA thành một chuỗi khác mà không cắt qua cả hai chuỗi DNA", Perez-Pinera nói.


"Các biên tập viên cơ sở quá lớn để được đưa vào các tế bào với một trong những vec tơ trị liệu gen hứa hẹn và thành công nhất, được gọi là virus liên quan đến adeno," Gaj nói. Tuy nhiên, vào năm 2019, nhóm của Perez-Pinera đã phát triển một phương pháp tách các protein biên tập cơ sở thành hai nửa có thể được phân phối bởi hai hạt AAV riêng biệt. Khi ở trong tế bào, các nửa lắp ráp lại thành protein trình soạn thảo cơ sở có chiều dài đầy đủ.

Bằng cách kết hợp sức mạnh của việc cung cấp gen AAV và các biên tập viên cơ sở phân chia, Gaj và Perez-Pinera đã nhắm mục tiêu và vô hiệu hóa vĩnh viễn một gen SOD1 đột biến, chịu trách nhiệm cho khoảng 20% ​​các dạng ALS di truyền. Họ đã công bố kết quả của họ trên tạp chí Liệu pháp phân tử.

Nhiều nghiên cứu ALS tập trung vào việc ngăn ngừa hoặc trì hoãn sự khởi phát của bệnh. Tuy nhiên, trong thế giới thực, hầu hết bệnh nhân không được chẩn đoán cho đến khi các triệu chứng tiến triển. Làm chậm tiến triển, thay vì ngăn chặn nó, có thể có tác động lớn hơn đến bệnh nhân.

Các bộ dữ liệu kết hợp có thể đẩy nhanh việc phát hiện và phát triển các loại thuốc trị ung thư mới
Lim là đồng tác giả đầu tiên của nghiên cứu cùng với các sinh viên tốt nghiệp Michael Gapinske và Alexandra Brooks.

Đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm trình soạn thảo cơ sở SOD1 trong các tế bào người để xác minh việc lắp lại trình soạn thảo cơ sở CRISPR đã phân tách và bất hoạt gen SOD1. Sau đó, họ tiêm các hạt AAV mã hóa các trình soạn thảo cơ sở vào cột sống của chuột mang gen SOD1 đột biến gây ra dạng ALS đặc biệt nghiêm trọng làm tê liệt chuột trong vòng vài tháng sau khi sinh.

Bệnh tiến triển chậm hơn ở những con chuột được điều trị, đã cải thiện chức năng vận động, sức mạnh cơ bắp lớn hơn và giảm cân. Các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy sự gia tăng 85% về thời gian giữa lúc bắt đầu giai đoạn muộn của bệnh và giai đoạn cuối, cũng như tăng tỷ lệ sống sót chung.

"Chúng tôi rất vui mừng khi thấy rằng nhiều cải thiện đã xảy ra tốt sau khi phát bệnh. Điều này cho chúng tôi biết rằng chúng tôi đang làm chậm sự tiến triển của rối loạn", Gapinske nói.

Trình soạn thảo cơ sở giới thiệu tín hiệu dừng gần khi bắt đầu gen SOD1, do đó, nó có lợi thế là ngăn không cho tế bào tạo ra protein bị trục trặc cho dù bệnh nhân có đột biến gen nào. Tuy nhiên, nó có khả năng phá vỡ phiên bản gen khỏe mạnh, vì vậy các nhà nghiên cứu đang tìm cách nhắm mục tiêu bản sao đột biến của gen.

"Tiến về phía trước, chúng tôi đang suy nghĩ về cách chúng tôi có thể mang công nghệ chỉnh sửa gen này và các công nghệ chỉnh sửa gen khác đến phòng khám để một ngày nào đó chúng tôi có thể điều trị ALS ở bệnh nhân", Gaj nói. "Để làm được điều đó, chúng tôi phải phát triển các chiến lược mới có khả năng nhắm mục tiêu vào tất cả các tế bào liên quan đến căn bệnh này. Chúng tôi cũng phải đánh giá thêm hiệu quả và sự an toàn của phương pháp này trong các mô hình liên quan đến lâm sàng khác."

Phương pháp biên tập cơ sở phân chia cũng có tiềm năng để điều trị các bệnh khác với cơ sở di truyền, Perez-Pinera nói. Mặc dù ALS là trình diễn đầu tiên của công cụ này, nhóm của ông đã nghiên cứu tiến hành áp dụng nó vào chứng loạn dưỡng cơ Duchenne và teo cơ cột sống.

Bài viết khác cùng Box :