Постоянна генна терапия за DEB

Първата стъпка от процеса на вмъкване на работещ ген е постигната в „лесни за използване“ клетки в лабораторията. Сега изследователите работят върху безопасен и ефективен начин да направят това в клетките на кожата на пациента. Изследователите са използвали наночастици, за да пренесат работещия ген в клетките в чиния и сега ги тестват върху моделна кожа.

Резултатите са публикувани през 2024 г. в Британски журнал по дерматология и в Journal of Investigative Dermatology.

Д-р Jacków представи актуална информация за проекта на Members' Weekend 2024:

Водещ изследовател:

Д-р Joanna Jackow има богат опит и доказан опит в генната терапия на булозна епидермолиза и приложенията за редактиране на гени. Д-р Jacków демонстрира ефективно редактиране на гени, използвайки различни инструменти за редактиране на гени, включително CRISPR-Cas9, основно и основно редактиране, в DEB за прецизно възстановяване на мутации в кератиноцити, фибробласти и индуцируеми плурипотентни стволови клетки (iPSC).

Съизследователи:

Професор Джон Макграт е разработил усъвършенствани DEB клетъчни терапии, базирани на инжектиране на COL7A1-коригирани фибробласти, демонстрирайки безопасност и ранна ефикасност в клинични изпитвания. Той ще се съсредоточи върху подбора и характеризирането на клетъчни проби и ще помогне за създаването на тръбопровод за бърз клиничен превод на нови генни терапии COL7A1 при пациенти.

Проф. Стивън Харт (UCL, GOSH, Лондон) има богат опит в нови формулировки и методи за доставяне на терапевтични нуклеинови киселини с невирусни наночастици и тяхното приложение за лечение на заболявания, включително кистозна фиброза, невробластом, първична цилиарна дискинезия и вродени меланоцитни невуси .

„Слушайки хората с DEB, ние знаем, че мечтата за „генен крем“ е високо в списъка с желания на всеки… Нашият нов изследователски проект е за разработване на постоянна форма на локална генна терапия COL7A1. На този етап искаме да разработим нова технология за постоянно вмъкване на пълно копие на гена COL7A1 безопасно в генома на някой с DEB.

– Д-р Йоана Джаков

Заглавие на безвъзмездната помощ: PASTE-медиирана суперексонова замяна на COL7A1 като лечение на дистрофична булозна епидермолиза

През последните 30 години научихме, че DEB се причинява от ДНК варианти в гена за колаген тип VII (COL7A1). Без функционален ген COL7A1 кожата не може да произвежда достатъчно колагенов протеин тип VII, което означава, че кожата е по-малко устойчива на наранявания и се развиват мехури. Предизвикателството за изследователите е как да заменят или коригират гена COL7A1. Слушайки хората с DEB, ние знаем, че мечтата за „генен крем“ е високо в списъка с желания на всеки.

Ние също сме развълнувани от скорошния напредък в разработването на нов актуален генен продукт COL7A1 от колеги от Станфордския университет в партньорство с Krystal Biotech, въпреки че този подход трябва да има многократни приложения, за да има дълготраен ефект. Нашият нов изследователски проект е за разработване на постоянна форма на локална генна терапия COL7A1. На този етап искаме да разработим нова технология за безопасно вмъкване на пълно копие на гена COL7A1 в генома на някой с DEB. Новата система за генна терапия се нарича PASTE, което означава „Програмируемо добавяне чрез специфични за сайта елементи за насочване“. За този проект ще използваме PASTE, за да вмъкнем гена COL7A1 в кожните клетки DEB. След това ще проверим дали можем да възстановим колаген тип VII. След това ще работим върху оптимизирането на системите за доставяне на липиди, за да сме сигурни, че можем да вкараме терапията в кожата, а не само в клетките. Засега не предприемаме клинично изпитване, но това ще бъде следващият ни план.

Този проект се фокусира върху разработването на намерение за лечение на дистрофична булозна епидермолиза (DEB). Постигнат е значителен напредък в разработването на локална генна терапия за DEB с използване на неинтегриращи вирусни вектори за доставяне на COL7A1 до наранена кожа, въпреки че е необходимо многократно прилагане за продължителна полза.

Като допълнителен подход, ние се стремим да използваме постоянна интеграция на ген COL7A1 с пълна дължина, като използваме програмируемо добавяне чрез специфични за сайта елементи за насочване (PASTE). PASTE съчетава спецификата и безопасността на основното редактиране с големия капацитет на носене на серин интегрази, за да въведе до 36 kb материал в специално проектирани места в генома. Постоянното интегриране на ген COL7A1 с пълна дължина ще позволи подход за редактиране на ДНК „един размер за всички“.

Първо ще изберем и характеризираме кератиноцитите и/или фибробластите от кожата на пациент с DEB. След това ще валидираме конструкцията на PASTE, използвайки електропорация на персонализирани плазмиди. Генната интеграция на COL7A1 ще бъде потвърдена чрез PCR- и Sanger секвениране. Успешно редактираните клетки ще бъдат изолирани и охарактеризирани отново, за да се изследва спасяването на колаген тип VII. След валидиране на дизайна на конструкта, вместо плазмидна ДНК, ензимите PASTE ще бъдат доставени чрез in-vitro синтезирана електропорирана иРНК. След това ще се съсредоточим върху методите за доставяне, разработвайки насочени към рецептори наночастици на базата на липиди (LNPs), за да доставяме PASTE машини до целевите клетки. Фаговият дисплей ще идентифицира пептидни последователности, които се свързват силно и преференциално с фибробласти и кератиноцити. Липидните компоненти ще бъдат изследвани за тяхната пригодност за локално приложение в 3D модели на кожата. Накратко, този проект има за цел да разработи нова форма на генна заместителна терапия за DEB.

Нашият проект има две основни цели:

Първо, искаме да вземем цяло копие на немутирал ген и да го вмъкнем в ДНК на пациентите, така че техните клетки да могат да започнат да произвеждат протеина, необходим за здрава кожа. Това ще ни позволи да създадем агностик на генотипа (т.е. работи независимо коя мутация има пациентът) и постоянно излекуване. През последните шест месеца накарахме първата стъпка от редактирането на ДНК да работи много добре в лесни за промяна клетки, но клетките на кожата на пациента се оказват по-упорити. Сега работим върху осигуряването на безопасен и ефективен протокол за промяна на ДНК в клетките, които имат значение.

Второ, искаме да създадем наночастици, които могат да пренесат тази машина за редактиране на ДНК в клетките на кожата с лесна за нанасяне формула на крем за локално приложение. Ние експериментираме с различни формули за тези наночастици. Постигнахме някои обещаващи резултати, прилагайки наночастици върху клетки в чиния, и сега ги тестваме върху моделна кожа. Това ще бъде по-трудно (кожата е еволюирала специално, за да предпазва нещата), но при пациенти с ЕБ кожната бариера вече е отслабена и нарушена. Проучваме начини за предварително третиране на кожата на модела, за да възпроизведем кожата на пациентите с ЕБ и се надяваме, че това ще позволи на наночастиците да проникнат по-дълбоко в тъканта.

В момента преговаряме с Economist да има журналистка да дойде и да наблюдава работата ни, за да може да напише статия за напредъка ни.