انجمن سلول های بنیادی و پزشکی بازساختی دانشگاه شاهد
پیشگام در کریسپر دکترfeng zhang وهمکارانش در موسسه broad پلت فرم جدیدی را برای انتقال mRNA با پروتئین انسانی ایجاد کردند,که طبق گفته آنها میتواند ساختار مورد استفاده برای ژن درمانی باشد(موسسه ی McGovern)واکسن های mRNA کووید19 و ژن درمانی های موجود ، هر دو با ابزار ویرایش ژن CRISPR-CAS9 ساخته شده اند که با وکتورهای ویروسی یا نانوذرات لیپیدی به داخل سلول ها منتقل میشوند.تیم تحقیقاتی با رهبری پیشگام در کریسپر Feng Zhang دکتر موسسه ی Broad سیستم انتقال mRNA جدید که باعث مهار پروتئین انسانی می شود ایجاد کردند.
این سیستم SEND نام دارد از توانایی یک پروتئین انسانی به نامPEG10 برای اتصال به mRNA خود و تشکیل یک کپسول محافظتی در اطراف آن استفاده میکند. در مطالعات جدید منتشر شده درscience ، zhangو همکارانش PEG10 را مهندسی کردند تا محموله های RNA مورد نظر خود را تحویل بگیرند و این سیستم را با موفقیت به سلول های موش و انسان انتقال دادند.محققان پیشنهاد کردند،یافته های موثر SEND ، پلت فرم انتقالی برای ژن درمانی برپایه RNA پشتیبانی می کند که میتواند به طور مکرر به بدن تزریق شود.
این تیم می گوید : از آنجایی که SEND از پروتئینی استفاده میکند که به طور طبیعی در بدن تولید می شود، ممکن است سیستم ایمنی ژن درمانی را درچار اختلال و بی اثری نکند. PEG10 پروتئین شبیه رتروویروس است،با ژنی بیان می شود که از طریق عفونت ویروسی اجدادی داخل ژنوم انسان وارد شده است .یک ویژگی رایج و مشترک رتروویروس ها و عناصر رترو، ساختار هسته ی (مرکزی) ژن آن هاست که به عنوان gag شناخته می شود.
در پستانداران معادلgag ، یک پوسته محافظ است که از محتویات ژنتیکی محافظت می کند و mRNA را بین سلول ها انتقال می دهد.این ویژگی منحصر به فرد پروتئین های شبه رتروویروسی باعث الهام این ایده می شود که این پروتئین ها در ژن درمانی ابزار انتقال موثری هستند.در مطالعه فعلی ، zhang و همکارانش ژنوم انسان و موش را جستجو کردند و ژن های مشتق شده از 19 gag را پیدا کردند که هم در انسان و هم در موش وجود داشت.تجزیه و تحلیل بیشتر به PEG10 به عنوان یک ابزار تحویل کارآمد اشاره کرد. سلولها به طور قابل توجهی ذرات PEG10 بیشتری نسبت به سایر پروتئینها آزاد کردند و این ذرات بیشتر حاوی mRNA خود بودند.برای گسترش سیستم انتقال، محققان ابتدا توالی های کوچک یا سیگنال هایی روی نواحی غیرترجمه شونده در mRNA PEG10 که نیازمند یک مجموعه محرک موثر و عملکردی برای انتقال mRNA بود ، شناسایی کردند.
بنابراین محققان می دانستند هنگام برنامه نویسی مجدد mRNA PEG10 برای انتقال ژن های مورد نظر چه عناصر ژنتیکی حفظ کنند.برای پیشرفت این ساختار محققان پروتئینی به نام” fusogens” را اضافه کردند که مرحله ی ادغام سلول ها را به عنوان یک گام حیاتی برای انتقال مواد ژنتیکی تسهیل می کند. همچنین این پروتئین های سطح سلولی به محققان اجازه می دهد تا PEG10 را به نوع خاصی از سلول، بافت یا اندام هدایت کنند.این تیم SEND را با سیستم CRISPR-Cas9 برای ادیت ژن های خاصی آزمایش کردند، در CRISPR-Cas9 یک توالی RNAراهنما کوتاه به تعیین محل ژن هدف کمک می کند و پروتئین Cas9 برش ایجاد می کندبه گزارش تیم، انتقال یک محموله بزرگ cas9 به داخل رده های سلولی موش که RNA تک رشته ای راهنما (sg RNA) بیان می کند, منجر به حدود 60 درصد حذف و اضافه هایی در سلول های گیرنده می شود.
با بسته بندی Cas9 با sgRNA با استفاده از سیستم SEND انسانی ، دانشمندان حدود 40 ویرایش را در محل خاصی از کروموزوم گزارش کردند. zhang به عنوان پیشگام در توسعه CRISPR شناخته شده است و بیشتر تمرکز خود را روی بهبود ابزار ویرایش ژن گذاشته است. برای مثال، او یکی از بنیان گذاران پرتو درمانی بود که روی ابزار هایی بر پایه CRISPR کار می کرد که میتوانست جفت بازهای خاص DNA را دقیق ویرایش کند..zhang و همکارانش معتقداند SEND میتواند روش جدیدی برای انتقال RNA ها به عنوان درمان و یا به عنوان ابزار ویرایش ژن برای هدف قرار دادن DNA مشکل دار ارائه دهد zhang .
در بیانیه ای گفت: معتقدیم “با ترکیب و تطبیق اجزای مختلف در سیستم SEND، بستری مدولار برای توسعه درمان بیماری های مختلف فراهم می کند.”یکی از مشکلاتی که در حال حاضر از پلتفرم های انتقال وکتور ویروسی استفاده می شود این است که آنها فقط یکبار اجازه تزریق را دارند ، زیرا سیستم ایمنی ممکن است ناقل را تشخیص دهد و حمله شدیدی به تجویز دوم انجام دهد. با توجه به اینکه SEND از پروتئین انسانی استفاده می کند ، ممکن است پاسخ ایمنی را ایجاد نکند و بنابراین می تواند به طور مکرر دوز شود ،محققان در این مطالعه نوشتند “که کاربردهای درمانی اسید نوکلئیک را بسیار افزایش می دهد” ، در مرحله ی بعدی تیم، SEND را روی حیوانات و بهبود سیستم برای انتقال محموله های RNA به سلول ها و بافت های متفاوت را آزمایش می کنند. همچنین آنها اجزای دیگری در بدن انسان برای افزودن بالقوه به سیستم کاوش می کنند. zhang می گوید برای درک اینکه ما میتوانیم ازPEG10 و به احتمال زیاد سایر پروتئین ها برای مهندسی مسیر انتقال در بدن انسان برای بسته بندی و انتقال RNA جدید و سایر درمان های بالقوه استفاده کنیم، یک مفهوم واقعا قدرتمندی است.
ویراستار: زهرا پهلوانی
تاریخ انتشار مقاله:Aug19, 2021
