主编辑的系统优化,以有效地纠正人类呼吸道上皮细胞中CFTR F508del的功能
Alexander A Sousa1,2,3, Colin Hemez1,2,3, Lei Lei4
1Merkin Institute of Transformative Technologies in Healthcare, The Broad Institute of MIT and Harvard, Cambridge, MA, USA.
Nature biomedical engineering
|July 10, 2024
概括
主编辑有效地纠正了患者细胞中的囊性纤维化跨膜导电性调节器 (CFTR) F508del突变. 这种基因组编辑的进步为一次性,持久的囊性纤维化 (CF) 治疗提供了潜力.
科学领域:
- 分子生物学分子生物学
- 遗传学 是一个遗传学.
- 基因治疗 基因治疗
背景情况:
- 囊性纤维化 (CF) 主要是由CF跨膜导电性调节器 (CFTR) F508del突变引起的.
- 目前的治疗方法可以控制CF症状,但精确的基因纠正仍然是一个挑战.
- 主编辑 (PE) 提供了一个精确的基因组编辑方法,没有双链DNA断裂.
研究的目的:
- 系统地优化主要编辑系统,以有效纠正CFTR F508del突变.
- 在相关的蜂模型中评估优化PE系统的效率和特异性.
- 为了评估CFTR离子通道活动在编辑后的功能恢复.
主要方法:
- 结合了六个效率优化,包括PE工程指导RNA,PEmax架构,不匹配修复蛋白表达,静音编辑,PE6变体和近位"死亡"单指导RNA.
- 在HEK293T细胞,永生支气管上皮细胞和患者衍生的气道上皮细胞中测试了优化的PE系统.
- 评估了编辑效率,非目标编辑,编辑-删除比率和CFTR功能恢复.
主要成果:
- 实现了CFTR F508del校正效率的140倍增加,在不朽化支气管细胞中达到58%,在患者衍生的气道细胞中达到25%.
- 与核酶介导的同质性定向修复相比,展示了最小的非目标编辑和优越的编辑-indel比率.
- 在初级气道细胞中恢复了CFTR离子通道功能,达到野生类型水平的50%以上.
结论:
- 系统的优化显著提高了CFTR F508del突变的主要编辑效率.
- 优化的PE系统实现了相关细胞类型中CFTR的高特异性和功能恢复.
- 这些发现支持一种持久的,一次性基因编辑治疗囊性纤维化症的潜力.
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