Rekte al enhavo

Genterapio por EBS kaj RDEB (2022)

Projekto utiliganta genterapiajn teknikojn por EBS kaj RDEB. Se sukcesa, kuracado povus iam signifi, ke simptomoj malpliiĝos.

Projekta resumo

Diagramo ilustranta la procezon de transskribo kaj tradukado en ĉelo. DNA spertas transskribon por produkti mRNA ene de la nukleo. Kontraŭsensa DNA-oligonukleotido ligas al la mRNA, malhelpante ĝian tradukon en proteinon. La bildo montras la mRNA forlasanta la nukleon kaj moviĝante al ribosomo en la citoplasmo. La kontraŭsensa DNA-oligonukleotido blokas tradukon ĉe la ribosomo, malhelpante la kunigon de aminoacidoj en proteinon.

Dr Peter van den Akker, Dr Robyn Hickerson kaj Dr Aileen Sandilands laboras en Dundee, UK, pri genterapiaj teknikoj. Ni heredas du kopiojn de ĉiu geno, unu de ĉiu gepatro, sed se unu versio de keratina geno estas ŝanĝita, duono de la keratina proteino kiun ni faras estos rompita kaj ĉi tio povas kaŭzi EBS-simptomojn. Ĉi tiu esplorado provas ĉesigi keratinon esti farita de la rompita kopio. Se ĝi sukcesas, traktado povus iam signifi, ke la tuta keratino en la haŭto de homo estos de la gena kopio, kiu ne havas genetikajn ŝanĝojn kaj la simptomoj de EBS estos reduktitaj. Simila strategio povas esti uzata por redukti RDEB-simptomojn igante ĉelojn maltrafi la pecon de la kolagenproteino kiu estas rompita (ekson saltante).

Pri nia financado

Esplorgvidanto Dr Robyn Hickerson kaj Dr Peter Van Den Akker
institucio Dividado de Biologia Kemio kaj Drug Discovery, Lernejo de Vivsciencoj, Universitato de Dundee
Specoj de EB EBS kaj RDEB
Partopreno de paciento neniu
Sumo de financado £658, 251
Longo de la projekto 7 jaroj (plilongigita pro Covid)
Komenca dato Oktobro 2015
Debra interna ID
McLean13

 

Projektaj detaloj

Malgraŭ malfacileco akiri haŭtajn specimenojn dum la periodo de Covid-limigoj, esploristoj montris, ke ilia traktado povus permesi la genetikan ŝanĝon, kiu kaŭzas RDEB ('ekson-saltado') en haŭto same kiel en ĉeloj en plado. Injekti la traktadon en haŭtajn specimenojn postrestitajn de kirurgiaj proceduroj, rezultigis malaltan sed konstateblan nivelon de ekson-saltado en la paŝo antaŭ ol la kolagenproteino estas farita. La esploristoj sugestas, ke bezonus plia laboro por montri ĉu tio permesis fari sufiĉe da laboranta kolagenproteino por redukti la simptomojn de RDEB.

Uzante malgrandajn pecojn de nuklea acido (kiel DNA) por helpi produkti kolagenon kaj keratinan proteinon de rompitaj RDEB aŭ EBS-genoj montris iun promeson en ĉeloj. Estis pli malfacile montri la efikojn en haŭto kie ĉi tiuj malgrandaj pecoj de terapia nuklea acido ŝajnas funkcii alimaniere. Esploristoj publikigis a revizio de la progreso en ĉi tiu areo en 2021. 

Ĉi tiu projekto konstruis sur laboroj, kiujn la esploristoj publikigis en 2019:

Universitato Dundee raportitaj pri la projekto en 2019.

 

Ĉefaj esploristoj:

D-ro Robyn Hickerson estas Ĉefesploristo ene de la Lernejo de Vivsciencoj kun aktiva esplorgrupo kun la primara fokuso sur evoluo de terapio por maloftaj genetikaj haŭtaj malsanoj.
D-ro Peter van den Akker, DEBRA Clinical Research Fellow, estas sperta klinika genetikulo kaj enfokusigis sian esplorkarieron sur RNA-bazitaj terapioj por RDEB kaj aliaj genodermatozoj.

Kunesploristo:

D-ro Aileen Sandilands havas ampleksan sperton de 19 jaroj en la grupo en genetikaj haŭtaj malordoj kaj disvolviĝo de ekson-saltsistemoj kun la celo trakti genetikajn haŭtajn malordojn.

"Nia finfina celo estas evoluigi terapion por ĉiuj formoj de EB... Konstruante sur la ekscitaj kaj kuraĝigaj rezultoj de nia antaŭa laboro, ni nun planas optimumigi la efikecon de ekson-saltado en niaj eks-vivaj kaj en-vivaj homaj haŭtaj modeloj, por proksimigi nin. al klinika testo"

Dr Robyn Hickerson & Dr Peter Van den Akker

Subvencio: Disvolviĝo de Nova Gena Teknologio por Traktado de Epidermolysis bullosa simplex (EBS) kaj recesiva distrofa epidermolysis bullosa (RDEB)

Proksimume 70% de epidermolysis bullosa (EB) kazoj estas klasifikitaj kiel EB simplex (EBS), kiu estas kaŭzita de mutacioj (eraroj) en la genoj kiuj produktas proteinojn nomitajn keratino 5 kaj keratino 14 (KRT5 kaj KRT14). Keratinoj estas esencaj por certigi fortan kaj sanan haŭton. Ne ekzistas efikaj traktadoj por EBS, kiu estas karakterizita per konstanta veziketo kaj malbona resanigo de la haŭto kaj interne kaj ekstere. Genoj estas hereditaj, unu kopio de ĉiu gepatro. Nur unu kopio de la geno devas enhavi mutacion por kaŭzi EBS - ĉi tiuj estas nomitaj dominaj genoj. Selekteme subpremante la esprimon de la misa kopio de la geno, tio permesas al la normala kopio de la geno funkcii ĝuste, strategio kiu estas kredita povus esti evoluigita en konvenan terapion por EBS.
La komenca celo de tiu projekto estis evoluigi novan teknologion por terapia gena silentigo en EBS. Kiam la genetika aŭ DNA-sekvenco de geno estas legita, simile al recepto, ĝi estas poste tradukita tra meza stadio (mesaĝa RNA) en la produktadon de proteino - en ĉi tiu kazo la keratinoj trovitaj en la supra tavolo de la haŭto, la epidermo. Novaj evoluoj en genteknologio signifas, ke nun eblas sintezi malgrandan pecon de nuklea acido, kiu ligos al la mesaĝa RNA kaj malaktivigos ĝin. Tio estas nomita gena silentiga teknologio. Kontraŭsensaj oligonukleotidoj (ASOoj) estas malgrandaj pecoj de nuklea acido kiuj povas esti dizajnitaj por specife ligi al mesaĝistaj RNA-kopioj de certa geno por detrui tiujn.

La Klinika Esploristo estis taskigita evoluigi ĉi tiun novan genan silentigteknologion ĝis la punkto kie ĝi povus esti prenita en la klinikon. La teamo en Dundee laboris kun la farmacia kompanio WAVE Vivsciencoj pri ĉi tiu projekto kaj identigis plurajn ASOojn kiuj povas silentigi la KRT14-mesaĝon RNA en homaj haŭtaj ĉeloj kreskigitaj en la laboratorio.

Uzi ASOojn por recesiva distrofa epidermolizo bullosa (pli severa formo de EB) estas same defia. Recesiva distrofa epidermolizo bullosa (RDEB) estas kaŭzita de faŭltoj en la COL7A1 geno, la genetika recepto por la proteinkolageno tipo 7. Ĉiuj portas du COL7A1-kopiojn, sed, kontraste al EBS, devas esti mutacio sur ambaŭ kopioj de la. geno por elmontri la simptomojn de RDEB - ĉi tiuj estas recesivaj genoj. La aliro por detrui la misan mesaĝan RNA ne funkcios ĉi tie. Tamen, malsama klaso de ASOoj povas esti uzita kiu povas trompi la ĉelojn en forigado de la parto de la mesaĝisto-RNA kie la mutacio situas. Ĉi tiu aliro estas nomita "eksonsaltado" kaj kvankam tio kondukos al iomete pli mallonga mesaĝa RNA, ĝi ankoraŭ povas esti uzata por produkti aktivan (sed pli mallongan) tipon 7-kolagenon. En literaturstudo, la Kunulo trovis ke homoj en kiuj ekson-saltado okazas nature (sen la uzo de ASOoj sed prefere pro kroma DNA-vario) daŭre havas formon de DEB, sed tio estas pli milda ol kutime. Ĉi tio emfazas, ke ekson-saltado estas promesplena terapia strategio. La teamo en Dundee dizajnis plurajn ASOojn kiuj povas stimuli ekson-saltadon de COL7A1 en homaj haŭtaj ĉeloj kreskigitaj en la laboratorio.

Nova kontraŭsensa teknologio por EB - optimumiganta ekson-saltadon en homa haŭto (Clinical Research Fellowship Year 5).

Pacientoj kun la genetika haŭta malordo recesiva distrofa epidermolizo bullosa (RDEB) suferas de ekstreme delikata haŭto ĉar kerna proteino (kolageno 7) kiu tenas la tavolojn de haŭto kune mankas. En pacientoj kun RDEB, literumaj eraroj ("mutacioj") en la geno kiu kodas por la kolageno 7 proteino malhelpas la korpon fari ĝin. En la Universitato de Dundee, ni provas preteriri la literumajn erarojn en la geno por kolageno 7 celante la paŝon kiu okazas antaŭ ol la proteino estas farita. Antaŭ ol kolageno 7-proteino estas farita, la geno faras porteblan kopion de si mem unue, ĉi tiu kopio nomiĝas mesaĝa RNA kaj estas uzata kiel ŝablono por fari la proteinon. En RDEB-pacientoj, la mesaĝa RNA-kopio enhavas la samajn literumajn erarojn kiel la kolageno 7 geno. Nia strategio estas forigi malgrandan parton de la mesaĝa RNA kiu enhavas la literumajn erarojn. Ĉi tiu aliro estas referita kiel "ekson-saltado". Kvankam la mesaĝa RNA estos iomete pli mallonga ol normala ĝi ankoraŭ povas esti uzata por fari la kolagenan 7-proteinon. Kompreneble, ĉi tiu proteino ankaŭ estos iomete pli mallonga ol normala, sed ĉi tio ankoraŭ estas pli bona ol tute ne havi kolagen-7-proteinon.
Exon-saltado uzas malgrandajn molekulojn nomitajn Kontraŭsensaj oligonukleotidoj (ASOoj), kiuj algluiĝas al la mesaĝista RNA-kopio de la kolageno 7 geno kaj trompas la ĉelojn por forigi la parton kie troviĝas la literumaj eraroj. Ni desegnis plurajn ASO-ojn kaj montris, ke ili aktivas ĉe ekson-saltado kiam aldonitaj al homaj haŭtaj ĉeloj kreskigitaj en la laboratorio. Ni ankaŭ povis pruvi, ke la ASO-oj aktivas en reala homa haŭto (kirurgia malŝparo haŭto). Tamen, la kvanto de ekson-saltado, kiun ni povas detekti en haŭto, estas malalta kaj la ASO-oj ŝajnas funkcii iomete malsame en haŭto kompare kun ĉeloj kreskigitaj en la laboratorio.
Dum la lasta jaro ni optimumigis metodon, kiu ebligas al ni spuri kiel ASO estas distribuata kiam ĝi estas injektita en homan haŭton. Ĉi tiu metodo instruis al ni, ke ASO kiu estis injektita en homa haŭto efektive vojaĝis de la dermo (la profunda tavolo de la haŭto kie la ASO estis injektita), al la ĉeloj en la epidermo (la supra tavolo de la haŭto), kie ekson-saltado. bezonas okazi. Ĉi tiu rezulto konvinkis nin plu, ke ASO-traktado ja povas instigi ekson-saltadon en reala homa haŭto. Denove, ĉi tio estis kuraĝiga rezulto. Tamen, la kvanto de ekson-saltado, kiun ni detektis en haŭto, estis malalta kaj la ASO-oj ŝajnas funkcii iomete malsame en haŭto kompare kun ĉeloj kreskigitaj en la laboratorio. Sekve, ni nun koncentriĝas pri fari ekson-saltadon en haŭto pli efika.
Pasintjare ni ankaŭ desegnis kaj testis 37 novajn ASO-ojn kontraŭ ekson 13 en haŭtaj ĉeloj por vidi ĉu ni povas identigi ASO, kiu funkcias eĉ pli bone ol tiuj, kiujn ni nuntempe uzas. Ni ankaŭ desegnis 33 novajn ASO-ojn kontraŭ ekson 15 por testado en la sama maniero. Preparaj rezultoj identigis plurajn ASOojn kiuj montras ekson 13 preterpasantan agadon kaj tiel ĉi tiuj estos esploritaj plu. (De 2022 progresraporto.)

Nova kontraŭsensa teknologio por EB - progresanta ekson-saltado en homa haŭto (Jaroj 3-4).

La ĉefa celo nun estas studi ĉu la funkciaj ASOoj povas indukti ekson-saltadon de la COL7A1-geno kaj silentigi la mutaciulon KRT14 RNA-kopio kiam aplikite al homa haŭto (uzante restaĵon de haŭto de kirurgiaj proceduroj). Ĉi tio implicas studi manierojn liveri ĉi tiujn ASOojn al la ĝusta loko en la haŭto. Tial la Kunulo laboras proksime kun la teamo de D-ro Hickerson.
La ĉefaj celoj de la klinika esplora kunularo antaŭeniras estas:
• Instigi "knockdown" de la mutaciulo KRT14 mRNA por trakti EBS (por labori pri eliminado de la keratina mesaĝisto RNA kiu portas la mutacion).
• Preterpasi eksonojn kiuj enhavas mutaciojn en la geno COL7A1 por trakti RDEB (por trompi la ĉelojn de la korpo forigi aŭ ne legi la parton de la geno kie troviĝas la mutacio).

Pacientoj kun la genetika haŭta malordo recesiva distrofa epidermolizo bullosa (RDEB) suferas de ekstreme delikata haŭto ĉar kerna proteino (kolageno 7) kiu tenas la tavolojn de haŭto kune mankas. En pacientoj kun RDEB, literumaj eraroj ("mutacioj") en la geno kiu kodas por la kolageno 7 proteino malhelpas la korpon fari ĝin.

Dum ĉi tiu projekto ni provis trompi ĉelojn por preteriri la literumajn erarojn en la geno por kolageno 7. Por fari tion ni celis gravan paŝon, kiu okazas antaŭ ol proteino estas farita. Geno devas fari porteblan kopion de si mem unue, ĉi tiu kopio nomiĝas mesaĝa RNA kaj estas uzata de la ĉeloj kiel ŝablono por fari la proteinon. En RDEB-pacientoj, la mesaĝa RNA-kopio enhavas la samajn literumajn erarojn kiel la kolageno 7 geno. Nia strategio estas redakti la malgrandan parton de la mesaĝa RNA kiu enhavas la literuman eraron. Ni nomas ĉi tiun aliron "ekson-saltado". Redaktante la mesaĝan RNA tiamaniere kaj forigante la literuman eraron la ĉeloj nun povas fari la kolagenan 7-proteinon. Kompreneble, ĉi tiu proteino estos iomete pli mallonga ol normala, sed ĉi tio ankoraŭ estas pli bona ol tute ne havi kolagen-7-proteinon.

Exon-saltado uzas etajn molekulojn nomitajn kontraŭsensajn oligonukleotidojn (ASO), ĉi tiuj algluiĝas al la mesaĝa RNA-kopio de la kolageno 7 geno kaj trompas la ĉelojn por forigi la parton enhavantan la literuman eraron. Ni desegnis plurajn ASO-ojn kaj montris, ke ili kapablas kaŭzi ekson-saltadon kiam ni traktas homajn haŭtajn ĉelojn kreskitajn en la laboratorio. Ni ankaŭ provis trakti haŭtajn ĉelojn de RDEB-paciento kun niaj ASO-oj kaj ili ŝajnas funkcii en la sama maniero. Ni ankaŭ povas detekti kolagenan 7-proteinon en ĉi tiuj ĉeloj post traktado kun la ASO-oj, kio diras al ni, ke la ASO-oj funkcias kiel celite.

Signifa kvanto de la projekto estis elspezita por ekscii ĉu la ASOoj funkcias en homa haŭto. Nia fina celo estas uzi la ASOojn por trakti pacientojn, do gravas scii ĉu ili estas aktivaj en la haŭto prefere ol nur en ĉeloj en plado. Antaŭ ol ni povis komenci ĉi tiun laboron, ni devis evoluigi tre sentemajn detektajn metodojn por repreni ekson-saltadon ĉar ĉi tiuj esploriloj ne ekzistis komerce. Por la haŭtaj eksperimentoj ni injektis la ASOojn en sanan haŭton restaĵon de kirurgiaj proceduroj kaj poste analizis la haŭton por ekson-saltado. Ni trovis, ke ASOoj povas kaŭzi ekson-saltadon en homa haŭto, kio kompreneble estas ekstreme kuraĝiga rezulto. Tamen, la plej grava defio alfrontita de ni estas, ke la kvanto de ekson-saltado, kiun ni povas detekti en haŭto, estas malalta. La ASO ankaŭ ŝajnas labori iomete malsame en haŭto kompare kun ĉeloj kreskigitaj en la laboratorio. Verdire ni ne scias ĉu la nivelo de ekson-saltado, kiun ni vidas en la haŭto, sufiĉas por profiti al pacientoj (nur klinika provo donus definitivan respondon) sed ni sentas, ke ankoraŭ estas loko por plibonigo. Tial, en la fina parto de la projekto ni koncentriĝis pri manieroj pliigi la kvanton de ekson-saltado en haŭto. Ni desegnis novan aron da ASO-oj por provi identigi unu, kiu funkcias eĉ pli bone ol tiuj, kiujn ni nuntempe uzas, kaj ni ankaŭ provis miksi la ASO-ojn kun reakciilo desegnita por faciligi la konsumadon de la ASO-oj en la ĉelojn post kiam ili estas injektitaj en. la haŭto.

Ĝenerale, ĉi tiu projekto montris, ke uzi ASO-ojn por instigi ekson-saltadon en reala homa haŭto estas efektive ebla. Optimumigo de la ASOoj kaj plibonigoj en la maniero kiel ili estas liveritaj en la haŭton estos necesaj por plifortigi iliajn efikojn. Se ĉi tiuj obstakloj povas esti venkitaj, tiam ekson-saltado kiel traktado por RDEB restas realigebla elekto. (De 2022 fina raporto.)

Bildaj kreditoj: Antisense_DNA_oligonucleotide, de Robinson R. Licencite laŭ la permesilo Krea Komunaĵo Atribuite 2.5 Ĝenerala.