Neue Methode zur Gen-Reparatur: Prime Assembly korrigiert ganze Gene in einem Schritt

Eine neue Methode der Genom-Editierung namens Prime Assembly ermöglicht es Forschern nun, lange DNA-Fragmente an präzisen, programmierbaren Stellen in lebenden menschlichen Zellen einzufügen. Diese Entwicklung könnte den Weg für universelle Gentherapien ebnen, die bei vielen Patienten anwendbar sind. Die Technik wurde in einem am Mittwoch in Nature veröffentlichten Artikel beschrieben.phys+1

Von kleinen Korrekturen zur Reparatur ganzer Gene

Prime Assembly baut auf der früheren Technik des Prime Editings auf, die zwar kleine Insertionen, Deletionen und Basenaustausche ermöglicht, aber bei größeren genetischen Veränderungen an ihre Grenzen stößt. Die neue Methode nutzt eine CRISPR-gesteuerte Doppel-Flap-Synthese, um neue DNA-Flaps an spezifischen genomischen Stellen zu platzieren. Diese Flaps fungieren als Anker, die DNA-Fragmente mit passenden Enden greifen, wodurch ein oder mehrere gen-große Stücke dauerhaft in das Genom integriert werden können.news-medical+1

Im Gegensatz zur homologiegesteuerten Reparatur funktioniert Prime Assembly sowohl in teilenden als auch in nicht-teilenden Zellen und ist nicht auf DNA-Doppelstrangbrüche oder doppelsträngige Donoren angewiesen, die beide toxisch wirken und unerwünschten zellulären Stress verursachen können. Das Team demonstrierte die Vielseitigkeit der Methode durch gezielte Exon-Rekodierung, Transgen-Integration und Umlagerungen im Megabasen-Maßstab an therapeutisch relevanten Loci in primären menschlichen Zellen.genengnews+2

Reduzierung von Off-Target-Risiken

"Durch die Verwendung von Prime Editing, um einen Flap pro Genomstrang zu schreiben, kontrolliert die Methode genau, wo der DNA-Austausch beginnt und endet", sagte Daniel Bauer, MD, PhD, Direktor des Gene Therapy Program am Boston Children's Hospital und Co-Senior-Autor der Studie. "Da die Methode auf Prime Editing basiert, ist die Wahrscheinlichkeit von Off-Target-Effekten im Vergleich zu anderen Gen-Editierungsmethoden deutlich geringer."phys+1

Da viele genetische Erkrankungen Hunderte verschiedener Mutationen umfassen, erfordern aktuelle Strategien zur Gen-Editierung oft individualisierte Eingriffe für jeden Patienten. Prime Assembly könnte stattdessen DNA mit einem einzigen Ansatz korrigieren, der in der Lage ist, fast jede Mutation in einem bestimmten Gen zu beheben.phys

Auf dem Weg zur klinischen Anwendung

Das Forschungsteam arbeitet derzeit daran, die Bereitstellung der Prime-Assembly-Komponenten für krankheitsrelevante Zellen in vivo zu verbessern. "Wir arbeiten daran, die Lieferung der Prime-Assembly-Komponenten an krankheitsrelevante menschliche Zellen in vivo zu verbessern, wie etwa bei hämatopoetischen Stammzellen für Therapien von Blutkrankheiten", sagte Bauer. "Wir untersuchen auch eine Reihe von Anwendungen von Prime Assembly, um genetische Nutzlasten als mutationsagnostische Therapien zu liefern, um die Genkontrolle bei verheerenden erblichen menschlichen Krankheiten mit ungedecktem klinischem Bedarf wiederherzustellen."news-medical+1

Der neue Artikel erscheint zeitgleich mit separaten Studien zu Prime Assembly, die Anfang des Jahres in Nature und Nature Biotechnology veröffentlicht wurden und verwandte Ansätze zur großen DNA-Insertion unter Verwendung überlappender Flaps und linearer DNA-Donoren zeigten. Zusammen markieren diese Fortschritte eine rasche Erweiterung des Werkzeugkastens für die Genom-Editierung und bringen das Feld näher an Therapien, die breite Klassen genetischer Krankheiten behandeln könnten, anstatt für jeden Patienten maßgeschneiderte Lösungen zu erfordern.nature+1