Skip isi

Terapi gen kanggo EBS lan RDEB (2022)

Proyek sing nggunakake teknik terapi gen kanggo EBS lan RDEB. Yen sukses, perawatan bisa uga tegese gejala bakal suda.

Ringkesan proyek

Diagram sing nggambarake proses transkripsi lan terjemahan ing sel. DNA ngalami transkripsi kanggo ngasilake mRNA ing njero inti. Oligonukleotida DNA antisense ngiket mRNA, nyegah terjemahan kasebut dadi protein. Gambar kasebut nuduhake mRNA ninggalake inti lan pindhah menyang ribosom ing sitoplasma. Oligonukleotida DNA antisense ngalangi terjemahan ing ribosom, nyegah pangumpulan asam amino dadi protein.

Dr Peter van den Akker, Dr Robyn Hickerson lan Dr Aileen Sandilands kerja ing Dundee, Inggris, babagan teknik terapi gen. Kita marisi rong salinan saben gen, siji saka saben wong tuwa, nanging yen siji versi gen keratin diowahi, setengah saka protein keratin sing digawe bakal rusak lan iki bisa nyebabake gejala EBS. Panaliten iki nyoba nyegah keratin digawe saka salinan sing rusak. Yen sukses, perawatan bisa uga tegese kabeh keratin ing kulit wong bakal saka salinan gen sing ora ana owah-owahan genetik lan gejala EBS bakal suda. Strategi sing padha bisa digunakake kanggo nyuda gejala RDEB kanthi nyebabake sel ilang potongan protein kolagen sing rusak (ekson skipping).

Babagan pendanaan kita

Pimpinan Riset Dr Robyn Hickerson lan Dr Peter Van Den Akker
Lembaga Divisi Kimia Biologi lan Penemuan Obat, Sekolah Ilmu Urip, Universitas Dundee
Jinis EB EBS lan RDEB
Keterlibatan pasien Ana
Jumlah pendanaan £658
Dawane proyek 7 taun (diperpanjang amarga Covid)
Tanggal wiwitan Oktober 2015
ID internal Debra
McLean13

 

Rincian proyek

Sanajan angel entuk conto kulit sajrone wektu larangan Covid, peneliti nuduhake manawa perawatan kasebut bisa ngidini owah-owahan genetik sing nyebabake RDEB ora kejawab ('exon skipping') ing kulit uga ing sel ing sajian. Nyuntikake perawatan menyang conto kulit sing ditinggalake saka prosedur bedhah, nyebabake tingkat ekson sing sithik nanging bisa dideteksi ing langkah sadurunge protein kolagen digawe. Peneliti nyaranake manawa perlu kerja luwih lanjut kanggo nuduhake manawa protein kolagen sing cukup digunakake kanggo nyuda gejala RDEB.

Nggunakake potongan cilik asam nukleat (kaya DNA) kanggo mbantu nggawe kolagen lan protein keratin saka gen RDEB utawa EBS sing rusak wis nuduhake sawetara janji ing sel. Wis luwih angel kanggo nuduhake efek ing kulit ing ngendi potongan-potongan cilik asam nukleat terapeutik iki katon beda. Peneliti nerbitake a review saka kemajuan ing wilayah iki ing 2021. 

Proyèk iki wis dibangun ing karya peneliti diterbitake ing 2019:

Universitas Dundee kacarita ing proyek ing 2019.

 

Peneliti utama:

Dr Robyn Hickerson minangka Penyidik ​​​​Principal ing School of Life Sciences kanthi klompok riset aktif kanthi fokus utamane ing pangembangan terapi kanggo kelainan kulit genetik langka.
Dr Peter van den Akker, Fellow Riset Klinis DEBRA, minangka ahli genetika klinis sing berpengalaman lan wis fokus karir riset ing terapi basis RNA kanggo RDEB lan genodermatosis liyane.

Rekan peneliti:

Dr Aileen Sandilands duwe pengalaman ekstensif saka 19 taun ing grup ing kelainan kulit genetik lan pangembangan sistem skipping exon kanthi tujuan kanggo nambani kelainan kulit genetis

"Tujuan utama kita yaiku ngembangake terapi kanggo kabeh bentuk EB… Mbangun asil sing nyenengake lan nyemangati saka karya sadurunge, saiki kita ngrancang kanggo ngoptimalake efisiensi skipping exon ing model kulit manungsa ex vivo lan in vivo, supaya bisa nyedhaki kita. kanggo uji klinis"

Dr Robyn Hickerson & Dr Peter Van den Akker

Judhul Grant: Pengembangan Teknologi Gene Novel kanggo Ngobati epidermolisis bullosa simplex (EBS) lan resesif dystrophic epidermolysis bullosa (RDEB)

Kira-kira 70% kasus epidermolysis bullosa (EB) diklasifikasikake minangka EB simplex (EBS), sing disebabake mutasi (kesalahan) ing gen sing ngasilake protein sing diarani keratin 5 lan keratin 14 (KRT5 lan KRT14). Keratin penting kanggo njamin kulit sing kuwat lan sehat. Ora ana perawatan sing efektif kanggo EBS, sing ditondoi kanthi blistering terus-terusan lan penyembuhan kulit sing ora apik ing njero lan njaba. Gen diwarisake, siji salinan saka saben wong tuwa. Mung siji salinan gen sing kudu ngemot mutasi kanggo nyebabake EBS - iki diarani gen dominan. Kanthi selektif nyuda ekspresi salinan gen sing salah, iki ngidini salinan gen normal bisa mlaku kanthi bener, strategi sing dipercaya bisa dikembangake dadi terapi sing cocog kanggo EBS.
Tujuan awal proyek iki yaiku ngembangake teknologi novel kanggo panyenyapan gen terapeutik ing EBS. Nalika urutan genetik utawa DNA saka gen diwaca, mirip karo resep, pungkasane diterjemahake liwat tahap penengah (messenger RNA) dadi produksi protein - ing kasus iki keratin ditemokake ing lapisan ndhuwur kulit, epidermis. Perkembangan anyar ing teknologi gen tegese saiki bisa nggawe sintesis asam nukleat cilik sing bakal ngiket RNA utusan lan mateni. Iki diarani teknologi silencing gen. Antisense oligonucleotides (ASOs) minangka potongan cilik asam nukleat sing bisa dirancang khusus kanggo ngiket salinan RNA utusan saka gen tartamtu kanggo numpes iki.

Felo Riset Klinis ditugasake ngembangake teknologi silencing gen anyar iki nganti bisa digawa menyang klinik. Tim ing Dundee wis kerja sama karo perusahaan farmasi Ilmu Urip WAVE ing project iki lan wis dikenali sawetara ASOs sing bisa nggawe bisu KRT14 utusan RNA ing sel kulit manungsa thukul ing laboratorium.

Nggunakake ASO kanggo resesif dystrophic epidermolysis bullosa (bentuk EB sing luwih abot) uga tantangan. Resesif dystrophic epidermolysis bullosa (RDEB) disababaké déning fault ing gen COL7A1, resep genetis kanggo jinis protein kolagen 7. Saben wong nggawa loro salinan COL7A1, nanging, ing kontras kanggo EBS, perlu ana mutasi ing loro salinan saka gen kanggo nuduhake gejala RDEB - iki gen resesif. Pendekatan kanggo numpes RNA utusan sing salah ora bakal bisa digunakake ing kene. Nanging, kelas ASO sing beda bisa digunakake sing bisa ngapusi sel supaya bisa ngilangi bagean RNA utusan ing ngendi mutasi kasebut ana. Pendekatan iki diarani 'exon skipping' lan sanajan iki bakal nyebabake RNA messenger sing rada cendhak, nanging isih bisa digunakake kanggo ngasilake kolagen tipe 7 aktif (nanging luwih cendhek). Ing studi literatur, Fellow nemokake manawa wong sing ekson skipping kedadeyan kanthi alami (tanpa nggunakake ASO nanging amarga variasi DNA tambahan) isih duwe bentuk DEB, nanging iki luwih entheng tinimbang biasane. Iki nandheske yen ekson skipping minangka strategi terapi sing janjeni. Tim ing Dundee wis ngrancang sawetara ASO sing bisa nyebabake ekson skipping COL7A1 ing sel kulit manungsa sing ditanam ing laboratorium.

Teknologi antisense novel kanggo EB - ngoptimalake ekson skipping ing kulit manungsa (Clinical Research Fellowship Year 5).

Pasien karo kelainan kulit genetik resesif epidermolisis bulosa dystrophic (RDEB) nandhang kulit sing rapuh banget amarga protein kunci (kolagen 7) sing nahan lapisan kulit ora ana. Ing pasien karo RDEB, kesalahan ejaan ("mutasi") ing gen sing menehi kode kanggo protein kolagen 7 nyegah awak nggawe. Ing Universitas Dundee, kita nyoba kanggo ngliwati kesalahan ejaan ing gen kanggo kolagen 7 kanthi nargetake langkah sing kedadeyan sadurunge protein digawe. Sadurunge protein kolagen 7 digawe, gen nggawe salinan portabel dhewe dhisik, salinan iki diarani messenger RNA lan digunakake minangka template kanggo nggawe protein kasebut. Ing pasien RDEB, salinan RNA messenger ngemot kesalahan ejaan sing padha karo gen kolagen 7. Strategi kita yaiku mbusak bagean cilik saka RNA utusan sing ngemot kesalahan ejaan. Pendekatan iki diarani "exon skipping". Senajan RNA utusan bakal rada cendhek tinimbang normal, nanging isih bisa digunakake kanggo nggawe protein kolagen 7. Mesthine, protein iki uga bakal rada cendhek tinimbang normal, nanging iki isih luwih apik tinimbang ora duwe protein kolagen 7.
Exon skipping nggunakake molekul cilik sing disebut Antisense oligonucleotides (ASOs) sing tetep ing salinan RNA messenger saka gen kolagen 7 lan ngapusi sel kanggo mbusak bagean sing ana kesalahan ejaan. Kita wis ngrancang sawetara ASO lan nuduhake yen dheweke aktif ing ekson skipping nalika ditambahake ing sel kulit manungsa sing ditanam ing laboratorium. Kita uga wis bisa nduduhake yen ASOs aktif ing kulit manungsa nyata (kulit limbah bedah). Nanging, jumlah ekson skipping sing bisa dideteksi ing kulit kurang lan ASO katon rada beda ing kulit dibandhingake karo sel sing ditanam ing laboratorium.
Ing taun kepungkur, kita wis ngoptimalake metode sing ngidini kita nglacak cara distribusi ASO nalika disuntikake menyang kulit manungsa. Cara iki mulangake manawa ASO sing disuntikake ing kulit manungsa pancen pindhah saka dermis (lapisan jero kulit ing ngendi ASO disuntikake), menyang sel ing epidermis (lapisan ndhuwur kulit), ing ngendi exon skipping. perlu kanggo njupuk Panggonan. Asil iki luwih yakin manawa perawatan ASO pancen bisa nyebabake ekson skipping ing kulit manungsa. Maneh, iki minangka asil sing nyemangati. Nanging, jumlah ekson skipping sing dideteksi ing kulit kurang lan ASO katon rada beda ing kulit dibandhingake karo sel sing tuwuh ing laboratorium. Mula, saiki kita fokus kanggo nggawe ekson skipping ing kulit luwih efisien.
Taun kepungkur, kita uga wis ngrancang lan nguji 37 ASO anyar nglawan ekson 13 ing sel kulit kanggo ndeleng apa kita bisa ngenali ASO sing luwih apik tinimbang sing saiki digunakake. Kita uga wis ngrancang 33 ASO anyar nglawan exon 15 kanggo nyoba kanthi cara sing padha. Asil awal wis nemtokake sawetara ASO sing nuduhake aktivitas skipping exon 13 lan iki bakal diselidiki luwih lanjut. (Saka laporan kemajuan 2022.)

Teknologi antisense novel kanggo EB - maju exon skipping ing kulit manungsa (Taun 3-4).

Tujuan utama saiki yaiku kanggo nyinaoni apa ASO fungsional bisa nyebabake ekson skipping saka gen COL7A1 lan silencing salinan RNA KRT14 mutant nalika ditrapake ing kulit manungsa (nggunakake kulit sisa saka prosedur bedah). Iki kalebu sinau babagan cara ngirim ASO kasebut menyang lokasi sing tepat ing kulit. Mulane, Fellow kerja sama karo tim Dr Hickerson.
Tujuan utama persekutuan riset klinis sing maju yaiku:
• Induce "knockdown" saka mutant KRT14 mRNA kanggo nambani EBS (kanggo bisa mbusak RNA utusan keratin sing nindakake mutasi).
• Lewati ekson sing ngemot mutasi ing gen COL7A1 kanggo nambani RDEB (kanggo ngapusi sel awak supaya bisa ngilangi utawa ora maca bagean gen sing ana mutasi).

Pasien karo kelainan kulit genetik resesif epidermolisis bulosa dystrophic (RDEB) nandhang kulit sing rapuh banget amarga protein kunci (kolagen 7) sing nahan lapisan kulit ora ana. Ing pasien karo RDEB, kesalahan ejaan ("mutasi") ing gen sing menehi kode kanggo protein kolagen 7 nyegah awak nggawe.

Sak project iki kita wis nyoba kanggo trick sel menyang bypassing kesalahan ejaan ing gene kanggo kolagen 7. Kanggo nindakake iki kita diangkah langkah penting sing ana sadurunge protein digawe. Gen kudu nggawe salinan portabel dhewe dhisik, salinan iki diarani messenger RNA lan digunakake dening sel minangka cithakan kanggo nggawe protein. Ing pasien RDEB, salinan RNA messenger ngemot kesalahan ejaan sing padha karo gen kolagen 7. Strategi kita yaiku nyunting bagean cilik saka RNA utusan sing ngemot kesalahan ejaan. Kita nelpon pendekatan iki "exon skipping". Kanthi nyunting RNA utusan kanthi cara iki lan nyingkirake kesalahan ejaan sel saiki bisa nggawe protein kolagen 7. Mesthine, protein iki bakal rada cendhek tinimbang normal, nanging iki isih luwih apik tinimbang ora duwe protein kolagen 7.

Exon skipping nggunakake molekul cilik sing diarani antisense oligonucleotides (ASOs), iki nempel ing salinan RNA messenger saka gen kolagen 7 lan ngapusi sel kanggo mbusak bagean sing ngemot kesalahan ejaan. Kita wis ngrancang sawetara ASO lan nuduhake manawa bisa nyebabake ekson skipping nalika nambani sel kulit manungsa sing tuwuh ing laboratorium. Kita uga wis nyoba ngobati sel kulit saka pasien RDEB karo ASOs kita lan padha bisa digunakake ing cara sing padha. Kita uga bisa ndeteksi protein kolagen 7 ing sel kasebut sawise ngobati karo ASO, sing ngandhani yen ASO bisa digunakake kaya sing dikarepake.

A jumlah pinunjul saka project wis ngginakaken kanggo mangerteni apa ASOs bisa ing kulit manungsa. Tujuan utama kita yaiku nggunakake ASO kanggo nambani pasien supaya penting kanggo ngerti yen dheweke aktif ing kulit tinimbang mung ing sel ing sajian. Sadurunge miwiti karya iki, kita kudu ngembangake metode deteksi sing sensitif banget kanggo njupuk ekson skipping amarga alat riset iki ora ana sacara komersial. Kanggo eksperimen kulit, kita nyuntikake ASO menyang kulit sing sehat saka sisa prosedur bedah lan banjur nganalisa kulit kanggo ekson skipping. Kita nemokake manawa ASO bisa nyebabake ekson skipping ing kulit manungsa sing mesthi asil sing nyemangati. Nanging, tantangan utama sing diadhepi yaiku jumlah ekson skipping sing bisa dideteksi ing kulit sithik. ASO uga katon rada beda ing kulit dibandhingake karo sel sing ditanam ing laboratorium. Diakoni kita ora ngerti apa tingkat ekson skipping sing kita deleng ing kulit cukup kanggo entuk manfaat kanggo pasien (mung uji klinis sing bakal menehi jawaban sing pasti) nanging kita rumangsa isih ana ruang kanggo perbaikan. Mulane, ing bagean pungkasan proyek kita konsentrasi ing cara kanggo nambah jumlah exon skipping ing kulit. Kita ngrancang pesawat ASO anyar kanggo nyoba lan ngenali siji sing luwih apik tinimbang sing saiki digunakake, lan uga nyoba nyampur ASO karo reagen sing dirancang kanggo nggawe penyerapan ASO menyang sel luwih gampang sawise disuntikake menyang sel. kulit.

Sakabèhé, proyek iki wis nuduhake yen nggunakake ASOs kanggo ngindhuksi exon skipping ing kulit manungsa nyata bener bisa. Optimization saka ASOs lan dandan ing cara sing dikirim menyang kulit bakal perlu kanggo bolster efek sing. Yen alangan kasebut bisa diatasi, ekson skipping minangka perawatan kanggo RDEB tetep dadi pilihan sing bisa ditindakake. (Saka laporan pungkasan 2022.)

Kredit gambar: Antisense_DNA_oligonucleotide, dening Robinson R. Dilisensi miturut lisensi Creative Commons Attribution 2.5 Generic.