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研究人员创造了新的病毒载体以改善镰状细胞疾病的基因治疗

美国国立卫生研究院(NIH)的研究人员开发了一种新的,经过改进的病毒载体-一种基于病毒的载体,可提供治疗性基因-用于镰状细胞疾病的基因治疗。研究人员报告,在使用动物模型进行的先进实验室测试中,新载体将纠正基因整合到骨髓干细胞中的效率比目前使用的常规载体高10倍,并且其携带能力高出六倍。 。

载体的开发可以使镰状细胞疾病的基因治疗更加有效,并为将其作为治疗痛苦,威胁生命的血液疾病的有效方法铺平道路。镰状细胞病影响着美国约100,000人和全球数百万人。

美国国家心脏,血液和血液研究所(NHLBI)细胞与分子治疗分部主任,研究高级作者约翰·蒂斯代尔博士说:“我们的新载体是镰状细胞疾病基因治疗领域的重要突破。” 。“这是一个新兴的领域,代表了我们生产用于治疗这种破坏性疾病的高容量,高效载体的能力的显着提高。”

多年来,研究人员已经在基因疗法实验中使用了基于病毒的载体,在将载体基因返回人体之前,它们在将治疗性基因传递到实验室的骨髓干细胞中非常有效。但是Tisdale指出,为了最大程度地提高效率,他们的设计总是有改进的余地。他将这种新型的基于病毒的车辆与经过改进的新型汽车进行了比较,该工厂生产起来也更加容易,便宜。

这项研究得到了美国国立卫生研究院(NHH)和美国国立卫生研究院(NHLBI)以及美国糖尿病,消化与肾脏疾病研究所(NIDDK)的支持。它今天在线发表在《自然通讯》上。

镰状细胞病是由β-珠蛋白基因(或β-珠蛋白基因)突变或拼写错误引起的遗传性血液病。这种突变导致血红蛋白(血细胞的主要成分)产生镰刀形细胞,该细胞会粘附在血管壁上,从而导致阻塞,疼痛,贫血,器官损害和早期死亡。通过基因疗法,医生可以在实验室中通过使用病毒载体添加正常副本的β-珠蛋白基因来修饰患者的骨髓造血干细胞(造血)。然后,他们将经过修饰的干细胞重新注入患者体内,以产生正常的盘状红细胞。

在过去的30年中,研究人员一直在以相反的结构方向设计这些β-珠蛋白载体,这意味着掺入病毒中的治疗基因可以通过病毒载体制造机器从右向左翻译或“读取”,就像倒读英语句子一样。反向定位的原因是载体内含子2的关键分子成分的敏感表达。该片段是高水平β-珠蛋白基因表达所必需的,但如果留在正常载体制备过程中,则会被剪除。自然,向前的方向。研究人员说,使用逆向载体治疗镰状细胞疾病和β地中海贫血的基因疗法试验在很大程度上令人鼓舞,

大约10年前,蒂斯代尔(Tisdale)和他的实验室的科学家内田尚矢(Naoya Uchida)博士在寻找一种改进的运载工具(例如设计更好的汽车),并决定对β-球蛋白矢量。他们提出了一种独特的解决方法设计,使内含子2完好无损,并创建了新的前向性β-珠蛋白载体。Tisdale解释说,与旧的载体相反,新的β-珠蛋白载体的基因序列或“消息”是从左到右读取的-就像阅读普通句子一样-使基因翻译方法变得不那么复杂。

研究人员在小鼠和猴子中测试了新载体,并将结果与​​反向定向载体进行了比较。他们发现,新的载体可以转移更高的病毒载量-比传统载体高多达六倍的治疗性β珠蛋白基因,并且具有高四到十倍的转导效率,这是整合校正基因能力的衡量指标繁殖成骨髓细胞。新的载体还显示出长寿的能力,在移植四年后仍保留下来。研究人员还发现,与传统载体相比,它们的生产量要高得多,从而有可能节省时间并降低与大规模载体生产相关的成本。

蒂斯代尔说:“我们的实验室近十年来一直在致力于改进β珠蛋白载体的研究……并最终决定尝试一些根本不同的方法-并且它起作用了。” “这些发现使我们更接近于针对血红蛋白疾病的治愈性基因治疗方法。”

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