Mit CRISPR finden Muskeldystrophie Behandlungen
CRISPR-Cas9-gen editing-Technologie ist am besten bekannt für seine mögliche Rolle in der Korrektur genetischer Krankheiten. Aber es kann auch als Werkzeug genutzt werden, Gene zu finden, die als Unterstützung der Spieler, so dass die Krankheit besser oder schlechter. Solche Gene könnten gute Ziele für neue Behandlungen.
Eine neue Studie unter der Leitung von Louis Kunkel, Ph. D. und research fellow Angela Lek, Ph. D. am Boston Children ‚ s Hospital verwendet CRISPR-Cas9, um besser zu verstehen, facioscapulohumeral Muskeldystrophie (FSHD) und erkunden mögliche Behandlungen. FSHD verursacht Muskelschwäche im Gesicht, Schulterblatt und Oberarm, und der hat derzeit keine andere Behandlung als unterstützende Behandlung.
In FSHD, das gen DUX4, normalerweise aktiv, vor allem während der fetalen Entwicklung, ist unangemessen „angemacht.“ Diese giftige DUX4 protein produziert werden, in Muskelzellen, wenn es nicht sein sollte, was zu Zelltod und Muskelschwäche.
Kunkel, Lek, und Kollegen gefragt, ob andere Gene gezielt angesprochen werden können, zu verhindern oder zu kompensieren für dieses problem. Sie entschied sich für die Verwendung CRISPR-Cas9 systematisch mutiert jedes gen in das Genom. Ihr Ziel: auf die Suche nach Genen, die, wenn ausgeschlagen, dass Mensch Muskelzellen, um zu überleben, auch wenn die DUX4 protein gemacht wird.
„Wir im wesentlichen genutzt die CRISPR-screen-Technik, die als eine Verknüpfung zu beleuchten ‚druggable‘ Wege für FSHD“, sagt Lek, das Papier der erste Autor.
Verhinderung von Muskel-Zellen vom sterben
Die CRISPR-Cas9-screening-Prozess ergab sich etwa ein halbes Dutzend stark „trifft.“ Darunter waren mehrere Gene spielen eine Rolle in der zellulären Reaktion auf niedrigen Sauerstoffgehalt Bedingungen, oder Hypoxie. Dass, es stellt sich heraus, ist der wichtigste Treiber von Zelltod, verursacht durch DUX4. Wenn Sie das team ausgesetzt Muskelzellen verbindungen bekannt, diese zu verhindern Hypoxie-Antwort der Zellen, die lebendig geblieben ist.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass knockout von Schlüssel Genen, die bei Hypoxie-Signalisierung kann desensibilisieren Zellen zur Toxizität von DUX4, und verhindern, dass Sie sterben“, sagt Kunkel.
Geht man einen Schritt weiter, das team erstellt Muskel-Zell-Linien aus Patienten mit FSHD. Wenn die Behandlung mit den gleichen verbindungen, die diese Zellen zeigten weniger bekannten Biomarker für die Krankheit.
Schließlich schufen die Forscher zwei live-Zebrafisch-Modelle von FSHD. Wenn Sie ausgesetzt, die Fische zu verbindungen, die hemmen den Hypoxie-Signalweg, die Fische zeigten Verbesserungen in Muskel-Struktur und Funktion und mehr schwimmen Aktivität.
Voran
Kunkel und Lek haben ein patent eingereicht, die mit Ihren Entdeckungen. Lek, der jetzt an der Yale School of Medicine, bewegt sich die Drogen-Experimente in Maus-Modellen der FSHD, während Kunkel plant weitere Zebrafisch-Studien an der Boston Kinder.
„Die meisten ermutigendes Ergebnis zu dieser Studie ist, dass wir entdeckt, dass es von der FDA zugelassene Medikamente zu überwinden DUX4 toxische Wirkung“, sagt Lek. „Wir haben jetzt eine Sammlung von Medikamenten zu testen und herauszufinden, welche ist am besten geeignet für die langfristige Verabreichung bei Patienten mit FSHD.“
Kunkel glaubt, dass der Prozess in dieser Studie angewandt werden könnten, um viele andere Krankheiten.