Ny metod för prime assembly kan laga hela gener i ett steg

En ny metod för genomredigering kallad prime assembly gör det nu möjligt för forskare att foga samman långa DNA-fragment på exakta, programmerbara platser i levande mänskliga celler, en utveckling som kan öppna dörren för universella genterapier som kan användas för många patienter. Tekniken beskrevs i en artikel som publicerades på onsdagen i Nature.phys+1

Från små ändringar till reparation av hela gener

Prime assembly bygger vidare på den tidigare tekniken prime editing, som möjliggör små insättningar, raderingar och basbyten men som har svårt med större genetiska förändringar. Den nya metoden använder CRISPR-styrd dubbel-flik-syntes för att skriva in nya DNA-flikar på specifika genomiska platser. Dessa flikar fungerar som ankare som griper tag i DNA-fragment med matchande ändar, vilket gör att en eller flera genstora bitar kan integreras permanent i genomet.news-medical+1

Till skillnad från homologi-styrd reparation fungerar prime assembly i både delande och icke-delande celler och förlitar sig inte på DNA-dubbelsträngsbrott eller dubbelsträngade donatorer, vilka båda kan vara giftiga och orsaka oönskad cellulär stress. Teamet demonstrerade metodens mångsidighet genom att utföra riktad exon-kodning, transgen-integrering och omarrangemang i megabasskala vid terapeutiskt relevanta loci i primära mänskliga celler.genengnews+2

Minskade risker för oönskade effekter

"Genom att använda prime editing för att skriva in en flik per sträng i genomet kontrollerar metoden exakt var DNA-ersättningen börjar och slutar", säger Daniel Bauer, MD, PhD, chef för genterapiprogrammet vid Boston Children's Hospital och medförfattare till artikeln. "Eftersom metoden är baserad på prime editing är det mycket mindre troligt att den orsakar oönskade effekter jämfört med andra metoder för genredigering."phys+1

Eftersom många genetiska sjukdomar involverar hundratals olika mutationer kräver nuvarande strategier för genredigering ofta individualiserade ändringar för varje patient. Prime assembly skulle istället kunna korrigera DNA med en enhetlig metod som kan laga nästan vilken mutation som helst i en given gen.phys

Mot klinisk tillämpning

Forskarlaget arbetar nu med att förbättra leveransen av komponenterna för prime assembly till sjukdomsrelevanta celler in vivo. "Vi arbetar med att förbättra leveransen av komponenterna för prime assembly till sjukdomsrelevanta mänskliga celler in vivo, såsom hematopoetiska stamceller för behandling av blodsjukdomar", säger Bauer. "Vi utforskar också ett antal tillämpningar av prime assembly för att leverera genetiska nyttolaster som mutations-agnostiska terapier för att återställa genkontroll vid förödande ärftliga mänskliga sjukdomar med stora kliniska behov."news-medical+1

Den nya artikeln kommer samtidigt som separata studier om prime assembly publicerats tidigare i år i Nature och Nature Biotechnology, vilka demonstrerade liknande metoder för storskalig DNA-insättning med hjälp av överlappande flikar och linjära DNA-donatorer. Tillsammans markerar dessa framsteg en snabb expansion av verktygslådan för genomredigering, vilket för fältet närmare terapier som kan behandla breda klasser av genetiska sjukdomar istället för att kräva skräddarsydda lösningar för varje patient.nature+1