Neue Technologie ermöglicht die Kontrolle der gen-Therapie-Dosen

Neue Technologie ermöglicht die Kontrolle der gen-Therapie-Dosen

Wissenschaftler an Scripps-Forschung in Jupiter entwickelt haben, eine spezielle molekulare Schalter, könnte eingebettet werden in die gen-Therapien, die es den ärzten ermöglichen, die Kontrolle der Dosierung.

Das Kunststück, berichtet in der Fachzeitschrift Nature Biotechnology, bietet die Gentherapie Designer, was kann das erste praktikable Verfahren für die Anpassung der Aktivität der therapeutischen Gene. Der Mangel an solchen grundlegenden Sicherheits-feature hat dazu beigetragen, die Entwicklung der Gentherapie, die sonst hält Versprechen für die Adressierung genetisch basierte Bedingungen. Die Wissenschaftler “ – Technik scheint sich zu lösen, eine wichtige Frage der Sicherheit und kann dazu führen, mehr Einsatz der Strategie.

The Scripps Research team unter der Leitung von principal investigator Michael Farzan, Ph. D., demonstriert die power der neuen switching-Technik, durch die Einbeziehung in eine gen-Therapie, die produziert das Hormon Erythropoetin, verwendet als eine Behandlung für Anämie. Sie zeigten, dass Sie unterdrücken die expression seines Gens auf einem sehr niedrigen Niveau mit einer speziellen embedded-Molekül, und konnte dann erhöhen Sie das gen die expression, die über einen weiten dynamischen Bereich, mit injizierten Kontrolle Molekülen, den sogenannten morpholinos, dass die US Food and Drug Administration als sicher für andere Anwendungen.

„Ich glaube, dass unser Ansatz bietet die einzige praktische Art und Weise zu präsentieren regulieren der Dosis einer Gentherapie in einem Tier oder Mensch,“ sagt Farzan.

Gen-Therapien arbeiten, indem Sie Kopien eines therapeutischen Gens in die Zellen eines Patienten, wenn beispielsweise der patient wurde geboren ohne funktionelle Kopien des benötigten Gens. Die Strategie ist lange gesehen worden als ein enormes Potenzial, um Krankheiten zu heilen, verursacht durch defekte Gene. Es könnte auch ermöglichen, den stetigen, langfristigen Liefer-Patienten von therapeutischen Molekülen, die sind unpraktisch, um es in Pillen oder Injektionen, da Sie nicht lange überleben, im Körper. Jedoch, gen-Therapien angesehen wurden als von Natur aus riskant, weil, sobald Sie geliefert werden, zu einem Patienten Zellen, Sie kann nicht abgeschaltet werden oder moduliert. Als ein Ergebnis, nur eine Handvoll von gen-Therapien wurden von der FDA genehmigt und Datum.

Die Einfachheit der Technik und die Tatsache, dass morpholinos sind bereits von der FDA genehmigt, könnte der neue transgen-switching-system für den Einsatz in einer Vielzahl von anvisierten gen-Therapien, Farzan fügt.

Farzan team, einschließlich der Studie co-erstautoren Guocai Zhong, Ph. D., und Wang Haimin, jeweils einen Postdoc und wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Farzan Labor, gestaltete ein transgen-Schalter aus einer Familie von Ribonukleinsäure (RNA -) Molekülen, den sogenannten hammerhead-Ribozyme. Diese Ribozyme haben die Bemerkenswerte Eigenschaft, dass Sie schneiden sich in zwei, sobald Sie kopiert werden, in die RNA von der DNA kodiert, dass Sie.

Ein therapeutisches transgen enthalten, das die DNA von solchen ribozym wird dadurch kopiert werden, die in Zellen in Stränge der RNA, sogenannte transcripts, die dazu neigen wird, zu trennen in zwei Stücke, bevor Sie in Proteine übersetzt werden. Aber diese selbst-Spaltung Aktion der ribozyme blockiert werden können, RNA-wie morpholinos, die Verriegelung auf dem ribozym die aktive Website; wenn dies geschieht, werden die transgen-Transkript wird intakt bleiben und werden eher übersetzt werden in die therapeutischen proteins.

Die ribozyme, die so effektiv ist wie ein „aus-Schalter“ für das transgen, in der Erwägung, dass die matching-morpholinos injiziert in das Gewebe, wo das transgen befindet, kann effektiv drehen des transgens zurück „auf“ wieder—in einem Maße, das hängt von der morpholino-Dosis.

Die Wissenschaftler starteten mit einem hammerhead-ribozym genannt N107, die verwendet wurde, als ein RNA-Schalter in vorherigen Studien, aber Sie fand, dass der Unterschied in der Produktion von transgen-kodiertem protein test zwischen „off“ und „on“ Zustand war zu bescheiden, die für dieses ribozym, um nützlich zu sein in der gen-Therapien. Doch über die Monate des Experimentierens Sie waren in der Lage, ändern Sie die ribozym, bis es hatte eine Dynamik, die war Dutzende Male breiter.

Das team dann gezeigt, das ribozym-basierte Schalter in einem Maus-Modell der EPO-gen-Therapie, die ist noch nicht FDA-zugelassen, wird aber als potenziell besser als die derzeitigen Methoden zur Behandlung von Anämie im Zusammenhang mit schwerer Nierenerkrankung. Sie injiziert ein EPA-transgens in das Muskelgewebe in der live-Mäusen und zeigten, dass die embedded-ribozyme unterdrückt EPO-Produktion auf einem sehr niedrigen Niveau.

Injektion einer kleinen Dosis des morpholino-Moleküle in betroffene Gewebe stark Umgekehrt, die Unterdrückung, so dass die EPO-Produktion zu steigen um einen Faktor von mehr als 200—und bleiben dort für mehr als eine Woche, im Vergleich zu einer Halbwertszeit von ein paar Stunden für EPO geliefert wird durch einen standard-Injektion. Diese Eigenschaften machen das ribozym-basierte switch-potenziell geeignet für Reale klinische Anwendungen.

„Wir haben, was hätte ich gesagt, vorher war eine Unmögliche Reihe von in-vivo-regulation von diesem system ist,“ sagt Farzan.