单构造抑制和替代基因疗法用于治疗所有CALM1-,CALM2-和CALM3-介导的失律性疾病
Samantha K Hamrick1, C S John Kim1, David J Tester1
1Department of Molecular Pharmacology and Experimental Therapeutics (Windland Smith Rice Sudden Death Genomics Laboratory) (S.K.H., C.S.J.K., D.J.T., M. Gencarelli, K.E.T., M. Gluscevic, M.J.A.), Mayo Clinic, Rochester, MN.
这项研究引入了一种针对卡尔莫杜林 (CaM) 介导的长QT综合征的新型基因疗法. CALM-SupRep疗法有效地降低了患者衍生的细胞中的长期心脏动作潜力,为这种遗传性心律失常提供了潜在的统一治疗方法.
科学领域:
- 心血管遗传学 心血管遗传学
- 分子疗法 分子疗法
- 基因规则 基因规则
背景情况:
- 卡尔莫杜林 (CaM) 介导的长QT综合征 (卡尔莫杜林病) 是一种严重的遗传性心律失常症,其特征是早期发作,危及生命的心室心律失常症.
- 三个基因 (CALM1,CALM2,CALM3) 编码相同的CaM蛋白,传统的治疗方法不足以控制致命的心脏事件.
- 这种疾病需要创新的治疗策略来解决潜在的遗传缺陷.
研究的目的:
- 开发和评估一种新的抑制替代基因疗法 (CALM-SupRep),用于治疗CaM介导的长QT综合征.
- 评估CALM-SupRep在患者衍生细胞中纠正延长作用潜能持续时间 (APD90) 的疗效.
- 建立针对所有三个CaM编码基因的单个基因疗法构造的原则证明.
主要方法:
- 针对CALM1,CALM2和CALM3的五种定制短发针RNA (shRNA) 进行了测试,以测试KD效率.
- 设计了一种双组件CALM-SupRep基因疗法结构,将基因特异性shRNA用于抑制和shRNA-免疫CALM1cDNA用于替代.
- 从患有CALM1,CALM2和CALM3变异的患者获得的诱导多能干细胞衍生心肌细胞被用于使用电压感应染料测量APD90.
主要成果:
- 对CALM1 (86%),CALM2 (71%) 和CALM3 (94%) 实现了有效的shRNA介导KD.
- 在患者衍生细胞中观察到APD90显著延长 (例如,CALM2-D130G:647±9 ms与WT:359±12 ms).
- 在所有测试细胞系中,CALM-SupRep治疗显著缩短了延长的APD90 (例如,CALM2-D130G减少了66%,CALM1-F142L减少了38%,CALM3-D130G减少了54%).
结论:
- 这项研究为CaM介导的长QT综合征的抑制替代基因治疗提供了第一个原则证明.
- CALM-SupRep基因疗法有效地使患有CALM1,CALM2和CALM3变异的患者衍生细胞中的长期APD90正常化.
- 一个单一的CALM-SupRep构造具有治疗所有形式的calmodulinopathy的潜力,而不管受影响的CaM编码基因.
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