Pirmasis keltas su "adreso kodu"

Tikslūs labai selektyvaus genų perdavimo nurodymai generuojami tik tam tikrose ląstelių rūšyse

Naujasis geno šaudyklė (A) yra labai specifiškas tam tikriems pelių smegenyse esantiems neuronams; įprastinis geno šaudyklinis velenas (B) susiduria su daugybe ląstelių tipų. © H. Monyer / Heidelbergo universitetas
skaityti garsiai

Pasitelkdami baltymų inžineriją, tyrėjai pirmą kartą sukūrė viruso genų keltą, kuris nukreipia genus į konkrečias ląstelių rūšis. Tai gali būti lemiamas genų terapijos proveržis, nes nespecifinis genų perdavimas dažnai sukelia pavojingą šalutinį poveikį ir ilgalaikes pasekmes. Naujasis Ženevos keltas, dabar pristatytas „Gamtos metoduose“, yra ne tik labai selektyvus, bet ir universalus. Taigi norint juos naudoti tokioms skirtingoms ląstelėms kaip kraujo kamieninės ląstelės, limfocitai ar neuronai, reikia tik nedidelių pokyčių.

Pakeiskite mutavusius genus nepažeistais - genų terapijos tikslas yra aiškiai apibrėžtas. Su vektoriais iš lentivirusų, retrovirusų pogrupio, genai gali būti įvedami į ląsteles. Nors šie genų vektoriai genus gali perduoti labai efektyviai, jie neskiria skirtingų ląstelių tipų. Jie nėra atrankūs. „Taip yra todėl, kad per milijonus metų virusai optimaliai prisitaikė prie savo šeimininko ir naudoja ląstelių receptorius, kurie yra daugelio tipų ląstelėse“, - aiškina profesorius Klausas Cichutekas, Paulo-Ehrlicho Medicinos biotechnologijų departamento prezidentas ir vadovas. institutas.

Modifikuoti tymų viruso apvalkalo baltymai

Paulo Ehrlicho instituto tyrėjai, bendradarbiaudami su nacionaliniais ir Europos bendradarbiavimo partneriais, dabar modifikavo tymų viruso apvalkalo baltymus, kad juos būtų galima įtraukti į lentivirusinius vektorius. Tai padarys juos daug konkretesnius nei anksčiau. Tai padaryti pavyko tik „baltymų inžinerijos“ būdu - tikslingai sutrumpinus baltymus - mokslininkams pasisekė. Antrame etape tyrėjai pakeitė vieną iš dviejų apvalkalo baltymų - hemagglutinino baltymą - kad jis nebegalėtų prisijungti prie daugelio žmogaus ląstelių esančių receptorių.

Kaip raktų skylės padaro tinkamą spynos raktą pjaustant dantis, taip profesorius Christianas Buchholzas ir jo kolegos „tuščią“ paverčia tiksliais keltais, pritvirtindami mažus antikūnų fragmentus. Antikūnų fragmentai dabar yra būdingi ląstelių potipių žymenims, tokiems kaip raktas spynoje. Taigi nauji genų vektoriai dabar labai specifiškai jungiasi, pavyzdžiui, su nervų sistemos ląstelėmis ar kraujo kamieninėmis ląstelėmis.

Genų gabenimai specialiai jungiasi tik prie vieno tipo ląstelių

Siekdami patikrinti, ar genai iš tikrųjų gali būti pernešami į apibrėžtas ląsteles, mokslininkai panaudojo šiuos modifikuotus genų vektorius, kad pelėse sukurtų žaliai fluorescencinio baltymo geną. Per fluorescenciją jie sugebėjo parodyti, kad genai iš tiesų yra perduodami tik norimam ląstelių tipui, tam tikro tipo neuronams. Tai buvo pasiekta tiek ląstelių kultūrose, tiek in vivo sušvirkštus keletą minučių pelės į centrinę nervų sistemą. displėjus

„Mes pateikėme vektoriui tam tikrą adreso kodą, kuris nurodo, kuriam organizmo ląstelių tipui turi būti perduotas genas, paaiškina Buchholzas ir priduria:„ Mes jį padengiame Anksčiau sukurti vektoriai jau apima platų spektrą atitinkamų organizmo ląstelių tipų, kurie yra tinkami labai skirtingiems genų terapijoms. Pavyzdžiui, naudojant kraujo kamieninėms ląstelėms specifinį vektorių, vieną dieną sunkiai pašalinamos, išvalomos ir auginamos kraujo kamieninės ląstelės. nebereikalingi pacientams, kuriems turi būti taikoma genų terapija.

Genų terapijos ir pagrindinių tyrimų įrankis

Bet Ženevos vamzdelis, kurį PEI tyrėjai yra užpatentavę, yra ne tik vertinga priemonė kuriant tikslinę genų terapiją: Vektorius taip pat naudojamas pagrindiniuose tyrimuose, pavyzdžiui, smegenyse. ištirti atskirų neuronų potipių funkcijas “, - sako Buchholzas. Kad tai įmanoma naudojant naują Ženevos vamzdį, mokslininkai jau įrodė. „Mes taip patobulinome sistemą, kad genus galime perkelti net į specifinius neuronų potipius labai specifiniu būdu“, - aiškina biotechnologas. Taikydami savo metodą, tyrėjai selektyviai pernešė fluorescencinį geną į teigiamą D-glutamato receptorių potipį

Neuronų.

(Paulo Ehrlicho institutas - Federalinis vakcinų ir biomedicininių vaistų institutas, 2010 10 12 - NPO)