Ny metode for «prime assembly» kan reparere hele gener i ett steg

En ny metode for genomredigering kalt prime assembly gjør det nå mulig for forskere å sy sammen lange DNA-fragmenter på presise, programmerbare steder i levende menneskeceller. Dette er en utvikling som kan åpne døren for universelle genterapier som kan brukes på tvers av mange pasienter. Teknikken ble beskrevet i en artikkel publisert onsdag i Nature.phys+1

Fra små endringer til reparasjon av hele gener

Prime assembly bygger videre på den tidligere teknikken prime editing, som muliggjør små innsettinger, slettinger og basebytter, men som sliter med større genetiske endringer. Den nye metoden bruker CRISPR-målrettet dobbel-klaff-syntese for å skrive nye DNA-klaffer inn i spesifikke genomiske lokasjoner. Disse klaffene fungerer som fester som griper tak i DNA-fragmenter med matchende ender, noe som gjør at ett eller flere genstore stykker kan integreres permanent i genomet.news-medical+1

I motsetning til homologi-styrt reparasjon fungerer prime assembly i både delende og ikke-delende celler, og er ikke avhengig av DNA-dobbelttrådbrudd eller dobbelttrådede donorer, som begge kan være giftige og forårsake uønsket cellulært stress. Teamet demonstrerte metodens allsidighet ved å utføre målrettet ekson-koding, transgen-integrering og megabase-skala omorganiseringer ved terapeutisk relevante loci i primære menneskeceller.genengnews+2

Reduserer risiko for utilsiktede effekter

«Ved å bruke prime editing til å skrive inn én klaff per streng i genomet, kontrollerer metoden nøyaktig hvor DNA-erstatningen starter og slutter,» sa Daniel Bauer, MD, PhD, direktør for genterapiprogrammet ved Boston Children's Hospital og medforfatter av artikkelen. «Fordi metoden er basert på prime editing, er det mye mindre sannsynlig at den forårsaker utilsiktede effekter sammenlignet med andre genredigeringsmetoder.»phys+1

Siden mange genetiske sykdommer involverer hundrevis av forskjellige mutasjoner, krever dagens strategier for genredigering ofte individualiserte endringer for hver pasient. Prime assembly kan i stedet korrigere DNA med en enkelt tilnærming som er i stand til å fikse nesten hvilken som helst mutasjon i et gitt gen.phys

Mot klinisk anvendelse

Forskerteamet jobber nå med å forbedre leveringen av komponentene for prime assembly til sykdomsrelevante celler in vivo. «Vi jobber med å forbedre leveringen av komponentene til sykdomsrelevante menneskeceller in vivo, for eksempel hematopoietiske stamceller for behandling av blodsykdommer,» sa Bauer. «Vi utforsker også en rekke bruksområder for prime assembly for å levere genetisk nyttelast som mutasjons-agnostiske terapier for å gjenopprette genkontroll ved ødeleggende arvelige menneskelige sykdommer med udekket klinisk behov.»news-medical+1

Den nye artikkelen kommer samtidig med separate studier om prime assembly publisert tidligere i år i Nature og Nature Biotechnology, som demonstrerte relaterte tilnærminger for stor DNA-innsetting ved bruk av overlappende klaffer og lineære DNA-donorer. Samlet markerer disse fremskrittene en rask utvidelse av verktøykassen for genomredigering, og bringer feltet nærmere terapier som kan behandle brede klasser av genetisk sykdom i stedet for å kreve skreddersydde løsninger for hver pasient.nature+1