《新型骨髓靶向的LNP用于体内造血干细胞基因编辑》

  • 来源专题:新药创制
  • 编译者: 杜慧
  • 发布时间:2024-07-10
  • 2024年5月23日,德州大学西南医学中心 Daniel Siegwart 教授团队在《自然·纳米技术》(Nature Nanotechnology)刊文报道,研究人员开发了一系列骨髓靶向的脂质纳米颗粒,这些粒子被设计用于向骨髓中的多种细胞类型(包括健康和病变的造血干细胞、白血病干细胞、B细胞、T细胞、巨噬细胞等)传递mRNA、CRISPR/Cas9和碱基编辑器,以实现治疗性基因编辑。并证明了使用这些骨髓靶向的脂质纳米颗粒可以对骨髓微环境的多种细胞类型进行基因编辑。在表达人类镰状细胞病表型的小鼠模型中,通过骨髓靶向的脂质纳米颗粒传递CRISPR/Cas9,实现了HSC中两个治疗相关等位基因的明显基因编辑。此外,还在混合谱系白血病(MLL)的小鼠模型中,成功实现了白血病和白血病干细胞中的Cre介导的基因删除。由于骨髓靶向的脂质纳米颗粒能够转染并编辑骨髓中HSC和癌细胞,其将在治疗血液病方面有更广泛的拓展和应用。




  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41565-024-01680-8
相关报告
  • 《Science丨体内编辑肺干细胞,对小鼠进行持久基因校正》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-06-19
    • 2024年6月13日,德克萨斯大学西南医学中心团队联合凯斯西储大学团队和ReCode Therapeutic合作在Science杂志上发表了题为In vivo editing of lung stem cells for durable gene correction in mice的研究论文。报道了肺部选择性脂质纳米颗粒(Lung SORT LNPs)成功在囊性纤维化小鼠模型的肺部实现对致病基因的修正。此项研究可能为囊性纤维化和其他遗传性肺病患者带来希望。 与常见的针对肺部递送的吸入法(由于给药方便,适合蛋白质替代疗法)相比,静脉注射的 SORT LNPs 通过避免疾病相关的粘膜屏障,并且由于肺内皮床与 LNPs 的紧密接触,可能更有机会进入肺基底干细胞。Siegwart团队最初使用经过基因改造的健康小鼠进行实验,使得经过基因编辑的细胞会发出红光。然后,他们通过静脉注射递送包含靶向肺部的基因编辑工具的 SORT LNPs。肺部持续的红光表明带有编辑基因的细胞至少存在了22个月。进一步的研究表明,超过70%的小鼠肺干细胞被基因编辑了。这种治疗方法对大约10%的囊性纤维化患者尤其有益,这些患者的疾病是由CFTR基因罕见突变或一种称为无义突变(例如 R553X)的特定突变类型引起的。Trikafta 无法治疗他们的疾病,而 Trikafta (Vertex)是目前囊性纤维化的黄金标准疗法。 在另一项实验中,研究人员使用 SORT  LNP对携带 R553X/F508del 突变的囊性纤维化患者分离出的肺细胞进行了碱基编辑,这些细胞在气液界面上培养,可以模拟肺部上皮细胞结构和功能,被认为是预测临床治疗效果的有力指标。实验表明,针对R553X突变基因的碱基编辑成功恢复了约53%的囊状纤维化跨膜转导调节子(CFTR) 的功能,这一结果与接受正对F508del突变的 Trikafta 治疗组在该实验中的结果相当。接下来,研究人员使用携带 R553X 突变的小鼠模型进行实验。尽管囊性纤维化的小鼠模型不会表现出人类囊性纤维化的呼吸系统症状,但它们确实与健康小鼠相比具有明显的生理差异。实验表明,碱基编辑在这种疾病模型中也取得了成功。 这些结果表明,基于器官选择性的脂质纳米颗粒 (SORT) 的基因编辑疗法有望长期治疗囊性纤维化和其他遗传性肺病。后续更多的研究需要在具有囊性纤维化症状的动物模型中验证这种方法,并确保这种潜在疗法的安全性。
  • 《cell:科学家利用crispr改造造血干细胞》

    • 来源专题:广东省干细胞与组织工程技术路线图信息服务平台
    • 编译者:mall
    • 发布时间:2018-09-21
    • 2018年6月4日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,一篇刊登在国际著名杂志Cell上的研究报告中,来自宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的科学家们通过研究开发出了一种新方法,能利用CAR-T细胞来治疗急性髓性白血病(AML),为了能治疗这种白血病,目前研究人员会靶向作用健康细胞中表达的一种名为CD33的特殊蛋白,也就意味着,这种疗法并不能在不造成患者其它正常骨髓损伤的情况下来成功攻击癌症,而本文研究中研究者所开发的新方法则利用基因编辑工具CRISPR/Cas9来移除健康造血干细胞中的CD33分子,从而攻击携带该分子的癌变细胞。 图片来源:Wikipedia AML是第二大常见的白血病,据美国癌症协会数据显示,每年在美国都有将近2万名新诊断的AML患者,很多患者都会接受骨髓移植手术;而为了治疗名为急性淋巴细胞白血病的相关白血病,研究人员开发出了CAR-T细胞疗法,即收集患者自身的T细胞,通过重编程后再注入患者体内来杀灭癌细胞。目前CAR-T疗法已经被FDA批准用来靶向作用表达CD19蛋白的细胞,比如治疗急性淋巴细胞白血病和非霍奇金淋巴瘤等,然而对于AML而言,CAR-T细胞疗法似乎并不是一种有效的治疗手段,因为AML癌细胞并不会表达CD19,因此研究人员就需要寻找其它潜在的作用靶点。 一个非常有潜力的例子就是CD33蛋白,此前研究人员尝试靶向作用该蛋白,却发现也会损伤患者体内的健康细胞,而制造一种短时效应的CAR-T细胞或许就能防止健康细胞被损伤,这或许就能“击败”CAR-T细胞疗法的最大优势,即能在体内循环,并且持续数年来保护患者疾病不复发。研究者Saar I. Gill博士说道,这种疗法似乎就是一种真正的“活体药物”(live drug),我们都知道CAR-T细胞能在患者体内存活多年,关闭其功能似乎会弄巧成拙。 而本文研究中,研究人员就利用CAR-T细胞为基础做出了一项巨大革新,开发出了安全且有效靶向作用白细胞的新型疗法,而这一研究的关键点就在于利用新一代基因编辑工具(CRISPR/Cas9)来完成新型抗原特异性免疫疗法的开发。由于“猎人细胞”(hunter cells)无法有效区分正常细胞和恶性细胞,因此研究人员就开发出了一种创新性方法来对正常干细胞进行遗传修饰,使其不再像白血病细胞一样,研究者利用CRISPR/Cas9工具移除了健康细胞的CD33分子,让他们不可思议的是,缺失CD33的健康干细胞同样能够发挥正常功能,这就使得CD33是白血病细胞的唯一标记了,而且CAR-T细胞疗法就能够轻松识别并且攻击癌细胞。 Gill说道,目前除了治疗脑癌的EGFRvIII疗法以外,并没有任何一种CAR-T细胞疗法能够靶向作用癌症特异性抗原,但这项研究中我们开发出了癌症特异性的抗原,从而就能使得CAR-T疗法发挥最大的治疗效应。如今研究者已经在小鼠和猴子模型中证实了这种新型疗法的效果,而且在实验室环境下也已经在人类细胞中得到了可喜的结果。 研究者表示,我们可以将新一代的移植想象成为骨髓移植2.0,感谢CAR-T细胞疗法,其能给予我们强大的抵御白血病的效应,但与此同时其还能消除对患者带来的毒副作用;下一步研究人员将会在宾夕法尼亚大学开展新型疗法的人体试验。(生物谷Bioon.com) 原始出处: Miriam Y. Kim, Kyung-Rok Yu, Saad S. Kenderian, et al. Genetic Inactivation of CD33 in Hematopoietic Stem Cells to Enable CAR T Cell Immunotherapy for Acute Myeloid Leukemia. Cell (2018) doi:10.1016/j.cell.2018.05.013 .