Исследователи предприняли шаги к показу, как исходные клетки могли бы однажды использоваться для помощи пациентам, терпевшим смертельное заболевание печени. Исследователи исправили ошибку правописания ДНК в терпеливых клетках кожи, преобразованных в так называемые клетки наведенной плюрипотентной основы (iPS), затем уговоривших клетки для формирования клеток печени, которые, казалось, обычно функционировали у мышей. Подход является все еще длинным путем из клиники, но до сих пор это кажется безопасным.
Альфа-недостаток 1 антитрипсина (A1ATD) включает протеин, выпущенный печенью в кровь и защищающий легкие от воспламенения. Люди, терпевшие, две дефектных копии гена A1At делают неправильно свернутую версию протеина, растущего в печени. Они развивают эмфизему и цирроз печени, и в конечном счете им нужна пересадка печени для выживания.
Болезнь влияет на каждого 2000-го северного европейца и приблизительно 100 000 человек в США.Группа, включавшая исследователей в Институт Wellcome Trust Sanger и Кембриджский университет, обоих в Соединенном Королевстве, развила возможное лечение A1ATD первым перепрограммированием клетки кожи от пациента в клетки IPS, которые являются как будто эмбриональными клетками, которые могут развиться во многие типы ткани. К этим клеткам IPS они добавили ДНК для протеинов, названных цинковыми нуклеазами пальца, отрезавшими ДНК клетки в дефекте в гене A1At.
Они также дали клеткам правильную копию гена A1At так, чтобы машинное оборудование репарации ДНК клетки использовало его в качестве шаблона для исцеления перерыва. Ученые тогда использовали другой метод для вытаскивания иностранной ДНК, введенной во время ремонта гена, «отчасти как включение лесов, затем снимая его», говорит генетик мыши Аллан Брэдли из Института Sanger, создавший в соавторстве газету о работе по своей природе.Пункт всего этого должен был создать подобранные пациентами клетки IPS, имевшие две исправленных копии гена A1At, но никто другой, неумышленные изменения ДНК, которые могли бы вызвать рак.
Используя последовательный следующего поколения, британская бригада показала, что геном клеток IPS был «чистым» — редактирующие ген методы не добавили новых мутаций. Исследователи действительно обнаруживали 29 мутаций в кодирующей протеин ДНК, очевидно неожиданно возникшей, в то время как клетки повторно программировались или растущей в культуре.
Но здоровые люди несут много мутаций как они, и «мы не думаем, что это будет проблемой», говорит Брэдли.Британская бригада тогда побудила восстановленные клетки IPS дифференцироваться в клетки печени и показала, что они провернули правильную версию A1ATD. Когда введено в печень мышей с мутацией A1At, восстановленные клетки, казалось, сделали исправленный протеин в течение по крайней мере 5 недель, и мыши не заболели опухолями.
Факт, что исследователи смогли исправить ошибки в клетках IPS относительно легко, предполагает, что их метод имеет обещание для многих болезней, вызванных единственной мутацией, говорит Хуан Карлос Исписуа Бельмонте из Института Salk Биологических исследований в Сан-Диего, Калифорния. Он и другие недавно использовали генные инструменты редактирования для исправления мутаций в человеческих клетках IPS, но не использовали ту же комбинацию методов или сделали тот же набор экспериментов, чтобы определить, безопасны ли ПОЛУЧЕННЫЕ ИЗ IPS клетки. Несмотря на то, что 29 новых мутаций казались безопасными в этом случае, каждая новая клеточная линия IPS должна будет быть проанализирована тщательно, прежде чем она будет использоваться для лечения пациента, говорит Изпизуа Белмонте. «Вопрос состоит в том, имеют ли мутации вредный эффект, как только клетки дифференцируются и пересадили назад в естественных условиях, не, присутствуют ли они или не», говорит он.Британская бригада не убеждена, что все проблемы безопасности решены также. «Безопасность должна быть главной», говорит соавтор Дэвид Ломас, клинический исследователь в Кембриджском университете.
Одна идея, которую обдумывает бригада, состоит в том, чтобы внедрить в пациентов мешок ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ IPS клеток печени, которые являются отдельными, таким образом, они не могут отобрать опухоли в тканях пациента, но могут все еще произвести A1ATD. Если бы после нескольких месяцев клетки казались безопасными, то исследователи шли бы дальше к впрыскиванию их в печень пациента, где они должны в конечном счете заменить A1At-несовершенные клетки.