Editace genů může vyvolat zánětlivé odpovědi podobné stárnutí v krevních kmenech

Vědci z San Raffaele Telethon Institute for Gene Therapy (SR-TIGET), Milán, zjistili, že editace genů pomocí CRISPR-Cas9 v kombinaci s vektory AAV6 může vyvolat zánětlivé a stárnentní odpovědi v krevních kmenových buňkách, což ohrožuje jejich dlouhodobou schopnost krevního systému. Studie zveřejněná v Cell reports medicínaNastiňuje nové strategie k překonání této překážky a zlepšuje jak bezpečnost, tak účinnost terapií založených na editaci pro zděděné poruchy krve.

Výzkum vedl Dr. Raffaella Di Micco, vedoucí skupiny ve SR-Tigetu, New York Stem Cell Foundation Robertson Advesowator a docent ve škole pro pokročilá studia (Iuss) Pavia, ve spolupráci s profesorem Luigi Naldinim, ředitelem SR-Tiget a několika evropskými výzkumnými partnery.

Zmachování stárnutí jako skryté výzvy při editaci genů.

Homologicky zaměřená oprava (HDR) editace genů založená na hematopoetických kmenových a progenitorových buňkách (HSPC) má velký slib pro léčbu genetických onemocnění krve. Přes významný pokrok v úpravách genů založených na HDR zůstává hlavní výzvou převádění těchto přístupů do bezpečných a účinných klinických terapií pro pacienty. Zatímco technologie vykazuje silný potenciál v laboratorním prostředí, dosažení spolehlivých a trvalých výsledků v lidských hematopoetických kmenových buňkách – bez ohrožení jejich funkce – se skutečně ukázalo jako obtížné. Tým Di Micco na SR-Tiget zjistil, že editace CRISPR-Cas9, zejména při použití vektorů AAV6 k dodání šablony oprav, aktivuje silnou odezvu na poškození DNA (DDR) a zánětlivé signály řízené P53 a IL-1/NF-KB cesty. zánět a stav podobný stárnutí, který snižuje regenerační kapacitu upravených buněk po transplantaci.

Zjistili jsme, že zlomek hematopoetických kmenových buněk editovaných genem ukazuje známky předčasného stárnutí. To snižuje jejich schopnost regenerovat krvinky po transplantaci, což může omezit dlouhodobý úspěch a terapeutický přínos Genová terapie“

Dr. Raffaella di Micco, vedoucí skupiny na SR-Sheet

Překvapili nás přetrvávání funkcí podobných stárnutí dokonce měsíce po transplantaci, “říká Dr. Anastasia Conti, první autorka studie a vedoucí projektu v laboratoři Dr. Di Micco.„ Naše zjištění naznačují, že kmenové buňky si zachovávají „paměť“ procesu genetického inženýrství. Tyto nepříznivé účinky nejsou jen přechodné stresové reakce-mohou vést k trvalému poškození funkce kmenových buněk.

Zmírňující stárnutí pro vynikající výkon geneticky inženýrských buněk:

Aby čelili tomuto nepříznivému účinku, vědci testovali dvě komplementární strategie: přechodná inhibice p53 a použití protizánětlivé Agenti, zejména Anakinra – klinicky schválený antagonista receptoru IL -1.

„Oba přístupy výrazně snížily markery stárnutí u upravených HSPC a zlepšily jejich schopnost regenerovat zdravý a rozmanitý krevní systém v předklinických modelech. Důležité je, že Anakinra také snížil potenciální genotoxické události, jako jsou velké delece a translokace, což naznačuje bezpečnější profil ve srovnání s inhibicí P53,“ říká Dr. Conti.

„Naše studie ukazuje, že modulace zánětlivé a senescence související s odezvou při úpravách genů může zachovat kondici upravených hematopoetických kmenových buněk a umožnit stabilnější a polyklonální hematopoietické rekonstituci v dlouhodobém vylepšení. Mohlo by být zvláště cenné pro nemoci vyžadující dlouhodobou korekci a štěpení kmenových buněk, jako jsou imunodeficience nebo syndromy selhání kostní dřeně, uzavírá Dr. Di Micco.

Tento průkopnický výzkum byl proveden v laboratoři DI Micco s podporou Evropské rady pro výzkum (ERC), Evropské rady pro inovace (X-Pand) a New York Stem Cell Foundation. Díky dlouhodobé historii průkopnických technologií genové terapie nadále SR-Tiget nadále vede mezinárodní úsilí o optimalizaci léčby založené na CRISPR pro bezpečný klinický překlad.