可以使用基因編輯器 CRISPR-Cas9 修復導致肌肉萎縮的突變。  由 ECRC 研究員 Helena Escobar 領(lǐng)導的一個團隊現(xiàn)在首次使用 mRNA 將該工具引入人類肌肉干細胞，從而發(fā)現(xiàn)了一種適用于治療應用的方法。

這可能只是基因組中的一個微小變化，但這種微小的差異可能會產(chǎn)生致命的后果：肌肉營養(yǎng)不良幾乎總是由一個有缺陷的基因引起的。  盡管突變在這組大約 50 種疾病中有所不同，但它們最終都會導致非常相似的結(jié)果。

該方法已在小鼠身上證明是成功的

肌肉營養(yǎng)不良目前無法治愈，而這正是 Spuler 和她的團隊想要改變的。 他們的最新論文發(fā)表在《Journal Molecular Therapy Nucleic Acids》 ，為一項臨床試驗鋪平了道路，在該試驗中，ECRC 開發(fā)的一種療法將首次在遺傳性肌肉萎縮患者身上進行測試。 幾年來，我們一直在追求從患病患者身上提取肌肉干細胞，使用 CRISPR-Cas9 來糾正有缺陷的基因，然后將處理過的細胞注入肌肉中，這樣它們就可以增殖并形成新的肌肉組織?！?Helena Escobar 博士解釋說，她是 Spuler 實驗室的博士后研究員，也是她當前論文的共同最后作者。

不久前，研究人員能夠證明該方法對患有肌肉萎縮的小鼠有效?！叭欢覀兊姆椒ㄓ幸粋€問題，”埃斯科巴解釋說：  “我們使用質(zhì)粒將基因編輯器的遺傳指令引入干細胞 - 質(zhì)粒是源自細菌的環(huán)狀雙鏈 DNA 分子?！?  但質(zhì)粒可能會無意中整合到同樣是雙鏈的人類細胞基因組中，然后導致難以評估的不良影響。  “這使得這種方法不適合治療病人，”埃斯科巴說。

有針對性地糾正遺傳缺陷

因此，團隊著手尋找更好的替代方案。  他們以信使 RNA (mRNA) 的形式發(fā)現(xiàn)了它，這是一種單鏈 RNA 分子，最近作為兩種 Covid-19 疫苗的關(guān)鍵成分而廣受贊譽。  “在疫苗中，mRNA 分子包含構(gòu)建病毒刺突蛋白的遺傳指令，病原體利用該刺突蛋白侵入人體細胞，”斯普勒實驗室的博士生 Christian Stadelmann 解釋說。  與來自同一團隊的 Silvia Di Francescantonio 一起，他是該研究的共同主要作者之一。   “在我們的工作中，我們使用包含基因編輯工具構(gòu)建指令的 mRNA 分子?！?

為了讓 mRNA 進入干細胞，研究人員使用了一種稱為電穿孔的過程，它可以暫時使細胞膜更容易滲透到更大的分子中。  “在含有綠色熒光染料遺傳信息的 mRNA 的幫助下，我們首先證明了 mRNA 分子進入了幾乎所有的干細胞，”Stadelmann 解釋說。   在下一步中，該團隊在人類肌肉干細胞表面使用了一種故意改變的分子，以表明該方法可用于有針對性地糾正基因缺陷。

一項臨床試驗正在進行中

最后，該團隊嘗試了一種類似于 CRISPR-Cas9 基因編輯器的工具，該工具不會切割 DNA，而只會在一個位置以精確的精度對其進行調(diào)整。   “這使我們能夠以更高的精度工作，但該工具并不適合導致肌肉營養(yǎng)不良的所有突變，”Stadelmann 解釋說。   在培養(yǎng)皿實驗中，他和他的團隊現(xiàn)在已經(jīng)能夠證明，經(jīng)過校正的肌肉干細胞與健康細胞一樣能夠相互融合并形成年輕的肌肉纖維。

“我們現(xiàn)在計劃在年底前對五到七名患有肌營養(yǎng)不良癥的患者進行第一次臨床試驗，”斯普勒說。  她補充說，負責批準臨床試驗的聯(lián)邦疫苗和生物醫(yī)學研究所 Paul-Ehrlich-Institut (PEI) 在一次咨詢會議上一直支持這一想法。   當然，我們不能期待奇跡，研究人員說，并補充說：“坐在輪椅上的患者不會在治療后起床開始行走。但對于許多患者來說，當一個小肌肉在“對于再次更好地掌握或吞咽功能很重要。修復更大肌肉的想法，例如站立和行走所需的肌肉，已經(jīng)在考慮中。”   然而，要使其成為一種現(xiàn)實世界的療法，分子工具必須變得如此安全，以至于它們可以毫無保留地被引入——不僅可以引入孤立的肌肉干細胞，還可以直接引入退化的肌肉。

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