استفاده از CRISPR-Cas9 برای تولید iPSCهای اتولوگ تصحیح ژنی شده برای درمان تخریب وراثتی شبکیه
تاریخ انتشار: پنجشنبه 15 تیر 1396
| امتیاز:
سلول های بنیادی پرتوان القایی مشتق از بیمار(iPSCs) امید زیادی را برای جایگزینی سلول های اتولوگ ایجاد کرده اند . با این حال، برای بسیاری از بیماری های وراثتی، تیمار احتمالا ترمیم ژنتیکی پیش از پیوند را نیاز خواهد داشت. تکنولوژی های ویرایش ژنی برای این کاربرد مفید هستند. هدف این مطالعه ایجاد یک استراتژی ویرایش ژنومی بواسطه CRISPR-Cas9 برای هدف قرار دادن و تصحیح سه نوع واریته بیماری زای شایع در iPSCهای مشتق از بیماران بود:1) اگزونی 2) اینترونی عمیق و 3) بدست آوردن عملکرد غالب. ما یک استراتژی ترمیمی هدایت شده به صورت همولوژی را ایجاد کردیم که یک Alu insertion همولوگ را در اگزون 9 کیناز مرتبط با سلول های زایا(MAK) هدف قرار می دهد و احیای رونوشت یا پروتئین را در سلول های بیمار نشان داد. ما یک رویکرد انتهای پیوسته غیر همولوگ(NHEJ) به واسطه CRISPR-Cas9 را برای ایجاد یک عامل اصلی‌آمائوروزیس مادرزادی لبر اعمال کردیم( موتاسیون پردازش کریپتیک IVS26در CEP290) و تصحیح رونوشت و پروتئین در iPSCهای بیماران را نشان دادیم. اخیرا، ما راهنماهای CRISPR خاص آلل را طراحی کردیم که به طور انتخابی آلل جهش یافته را هدف قرار می دهد و انتقال بعدی آن به هم iPSCهای بیماران در آزمایشگاه و هم به شبکیه خوک در شرایط in vivo، یک چارچوب و توقف زودرس را ایجاد کرد که مانه از رونویسی واریته های بیماری زا شد. استراتژی های ایجاد شده در این مطالعه راه را برای تصحیح طیف وسیعی از واریته های ژنتیکی در ژن هایی که موجب تخریب وراثتی شبکیه می شوند، هموار خواهد کرد.
سلول های بنیادی پرتوان القایی مشتق از بیمار(iPSCs) امید زیادی را برای جایگزینی سلول های اتولوگ ایجاد کرده اند . با این حال، برای بسیاری از بیماری های وراثتی، تیمار احتمالا ترمیم ژنتیکی پیش از پیوند را نیاز خواهد داشت. تکنولوژی های ویرایش ژنی برای این کاربرد مفید هستند. هدف این مطالعه ایجاد یک استراتژی ویرایش ژنومی بواسطه CRISPR-Cas9 برای هدف قرار دادن و تصحیح سه نوع واریته بیماری زای شایع در iPSCهای مشتق از بیماران بود:1) اگزونی 2) اینترونی عمیق و 3) بدست آوردن عملکرد غالب. ما یک استراتژی ترمیمی هدایت شده به صورت همولوژی را ایجاد کردیم که یک Alu insertion همولوگ را در اگزون 9 کیناز مرتبط با سلول های زایا(MAK) هدف قرار می دهد و احیای رونوشت یا پروتئین را در سلول های بیمار نشان داد. ما یک رویکرد انتهای پیوسته غیر همولوگ(NHEJ) به واسطه CRISPR-Cas9 را برای ایجاد یک عامل اصلی‌آمائوروزیس مادرزادی لبر اعمال کردیم( موتاسیون پردازش کریپتیک IVS26در CEP290) و تصحیح رونوشت و پروتئین در iPSCهای بیماران را نشان دادیم. اخیرا، ما راهنماهای CRISPR خاص آلل را طراحی کردیم که به طور انتخابی آلل جهش یافته را هدف قرار می دهد و انتقال بعدی آن به هم iPSCهای بیماران در آزمایشگاه و هم به شبکیه خوک در شرایط in vivo، یک چارچوب و توقف زودرس را ایجاد کرد که مانه از رونویسی واریته های بیماری زا شد. استراتژی های ایجاد شده در این مطالعه راه را برای تصحیح طیف وسیعی از واریته های ژنتیکی در ژن هایی که موجب تخریب وراثتی شبکیه می شوند، هموار خواهد کرد.
تخریب شبکیه، ویرایش ژنی CRISPR، iPSSCها، آمائوروزیس مادرزادی لبر
Mol Ther. 2017 Jun 12. pii: S1525-0016(17)30233-2. doi: 10.1016/j.ymthe.2017.05.015. [Epub ahead of print]
Using CRISPR-Cas9 to Generate Gene-Corrected Autologous iPSCs for the Treatment of Inherited Retinal Degeneration.
Burnight ER1, Gupta M2, Wiley LA1, Anfinson KR1, Tran A2, Triboulet R2, Hoffmann JM1, Klaahsen DL1, Andorf JL1, Jiao C1, Sohn EH1, Adur MK3, Ross JW3, Mullins RF1, Daley GQ2, Schlaeger TM2, Stone EM1, Tucker BA4.
Abstract
Patient-derived induced pluripotent stem cells (iPSCs) hold great promise for autologous cell replacement. However, for many inherited diseases, treatment will likely require genetic repair pre-transplantation. Genome editing technologies are useful for this application. The purpose of this study was to develop CRISPR-Cas9-mediated genome editing strategies to target and correct the three most common types of disease-causing variants in patient-derived iPSCs: (1) exonic, (2) deep intronic, and (3) dominant gain of function. We developed a homology-directed repair strategy targeting a homozygous Alu insertion in exon 9 of male germ cell-associated kinase (MAK) and demonstrated restoration of the retinal transcript and protein in patient cells. We generated a CRISPR-Cas9-mediated non-homologous end joining (NHEJ) approach to excise a major contributor to Leber congenital amaurosis, the IVS26 cryptic-splice mutation in CEP290, and demonstrated correction of the transcript and protein in patient iPSCs. Lastly, we designed allele-specific CRISPR guides that selectively target the mutant Pro23His rhodopsin (RHO) allele, which, following delivery to both patient iPSCs in vitro and pig retina in vivo, created a frameshift and premature stop that would prevent transcription of the disease-causing variant. The strategies developed in this study will prove useful for correcting a wide range of genetic variants in genes that cause inherited retinal degeneration.
PMID: 28619647