Streszczenie: Wykorzystując wysoce wszechstronną formę edycji genów CRISPR, naukowcy z powodzeniem przywrócili wzrok myszom z barwnikowym zwyrodnieniem siatkówki.

Źródło: Wydawnictwo Uniwersytetu Rockefellera

Naukowcom z Chin udało się przywrócić wzrok myszom z barwnikowym zwyrodnieniem siatkówki, jedną z głównych przyczyn ślepoty u ludzi.

Badanie, które zostanie opublikowane 17 marca w Journal of Experimental Medicinewykorzystuje nową, wysoce wszechstronną formę edycji genomu opartą na CRISPR, która może korygować szeroką gamę mutacji genetycznych powodujących choroby.

Naukowcy wykorzystali wcześniej edycję genomu, aby przywrócić widzenie myszy z chorobami genetycznymi, takimi jak wrodzona ślepota Lebera, które wpływają na nabłonek barwnikowy siatkówki, warstwę komórek nieneuronalnych w oku, która wspiera światłoczułe komórki fotoreceptorów pręcików i czopków . Jednak większość dziedzicznych postaci ślepoty, w tym barwnikowe zwyrodnienie siatkówki, jest spowodowana defektami genetycznymi samych neuronalnych fotoreceptorów.

„Zdolność do edycji genomu neuronalnych komórek siatkówki, zwłaszcza niezdrowych lub umierających fotoreceptorów, dostarczyłaby znacznie bardziej przekonujących dowodów na potencjalne zastosowania tych narzędzi do edycji genomu w leczeniu chorób takich jak zwyrodnienie barwnikowe siatkówki” – mówi Kai Yao, profesor w Uniwersytet Nauki i Technologii w Wuhan.

Barwnikowe zwyrodnienie siatkówki może być spowodowane mutacjami w ponad 100 różnych genach i szacuje się, że upośledza wzrok u 1 na 4000 osób. Rozpoczyna się dysfunkcją i śmiercią słabych światłoczułych pręcików, zanim rozprzestrzeni się na komórki czopków wymagane do widzenia kolorów, ostatecznie prowadząc do poważnej, nieodwracalnej utraty wzroku.

Yao i współpracownicy próbowali uratować wzrok myszy z barwnikowym zwyrodnieniem siatkówki spowodowanym mutacją w genie kodującym krytyczny enzym o nazwie PDE6β. W tym celu zespół Yao opracował nowy, bardziej wszechstronny system CRISPR o nazwie PE^Żwawyktóre można zaprogramować do korygowania wielu różnych typów mutacji genetycznych, niezależnie od tego, gdzie występują w genomie.

Po zaprogramowaniu do kierowania na zmutowany gen PDE6β, PE^Żwawy system był w stanie skutecznie skorygować mutację i przywrócić aktywność enzymu w siatkówkach myszy. Zapobiegło to śmierci fotoreceptorów pręcików i czopków oraz przywróciło ich normalne reakcje elektryczne na światło.

Yao i współpracownicy przeprowadzili szereg testów behawioralnych, aby potwierdzić, że myszy poddane edycji genów zachowały wzrok nawet do późnego wieku. Na przykład zwierzęta były w stanie znaleźć wyjście z labiryntu wodnego kierowanego wzrokowo prawie tak dobrze jak normalne, zdrowe myszy i wykazywały typowe ruchy głową w odpowiedzi na bodźce wzrokowe.

Yao ostrzega, że ​​nadal pozostaje wiele do zrobienia, aby ustalić zarówno bezpieczeństwo, jak i skuteczność PE^Żwawy układ u ludzi.

„Jednak nasze badanie dostarcza istotnych dowodów na przydatność in vivo tej nowej strategii edycji genomu i jej potencjał w różnych kontekstach badawczych i terapeutycznych, w szczególności w przypadku dziedzicznych chorób siatkówki, takich jak barwnikowe zwyrodnienie siatkówki” – mówi Yao.

O tej edycji genów i wiadomościach z badań neuronauki wizualnej

Autor: Biuro prasowe
Źródło: Wydawnictwo Uniwersytetu Rockefellera
Kontakt: Biuro prasowe – Rockefeller University Press
Obraz: Obraz jest przypisywany Qin et al / JEM

Orginalne badania: Otwarty dostęp.
„Ratowanie wzroku poprzez nieograniczoną edycję pierwszorzędną in vivo w zdegenerowanych siatkówkach nerwowych” autorstwa Huan Qin i in. Journal of Experimental Medicine

Abstrakcyjny

Ratowanie wzroku poprzez nieograniczoną edycję pierwszorzędną in vivo w zdegenerowanych siatkówkach nerwowych

Retinitis pigmentosa (RP) to wrodzona dystrofia siatkówki powodująca postępującą i nieodwracalną utratę fotoreceptorów siatkówki.

Tutaj opracowaliśmy narzędzie do edycji genomu charakteryzujące się wszechstronnością głównych edytorów (PE) i nieograniczonym wymaganiem PAM wariantu SpCas9 (SpRY), określanego jako PE^Żwawy.

Chore siatkówki Pde6b-powiązany model myszy RP transdukowano za pomocą podwójnego systemu AAV pakującego PE^Żwawy do edycji genomu in vivo przez inny niż NGG PAM (GTG).

Postępująca utrata komórek została odwrócona po skorygowaniu mutacji, co doprowadziło do znacznego uratowania fotoreceptorów i produkcji funkcjonalnego PDE6β. Leczone myszy wykazywały znaczące odpowiedzi w elektroretinogramie i wykazywały dobre wyniki zarówno w testach pasywnego, jak i czynnego unikania.

Co więcej, zaprezentowali wyraźną poprawę reakcji optomotorycznych sterowanych bodźcami wzrokowymi i wydajnie wykonywali zadania w labiryncie wodnym kierowane wizualnie.

Razem, nasze badanie dostarcza przekonujących dowodów na zapobieganie utracie wzroku spowodowanej mutacjami genów związanymi z RP poprzez nieograniczoną pierwszą edycję in vivo w zdegenerowanych siatkówkach.