科学家改善基因治疗中的DNA转移

帕金森病,亨廷顿病,囊性纤维化 - 这些和许多其他致命的遗传性人类疾病都是遗传性的。许多癌症和心血管疾病也是由遗传缺陷引起的。基因治疗是治疗这些疾病的有希望的可能性。在遗传修饰病毒的帮助下,DNA被引入细胞以修复或替换缺陷基因。通过使用这种方法,来自德国灵长类中心(DPZ) - 莱布尼茨灵长类动物研究所的科学家发现了一种更快,更有效的细胞治疗方法。为此,科学家们改变了用于生产治疗性病毒的所谓HEK293细胞系。然后细胞大量产生一种叫做CD9的蛋白质。此外,他们修改了用于基因转移的病毒,使CD9整合到它们的包膜中。这些遗传操作导致靶细胞的更快和更有效的感染。由此导致的DNA向靶细胞的较高转移率有望实现新的和改进的基因疗法治疗。该研究发表在该期刊上分子疗法。

病毒将其遗传物质引入宿主细胞的能力被用作基因治疗的工具。这些“基因出租车”由修饰的病毒组成,即所谓的病毒载体。它们配备了功能齐全的基因,可替代细胞中有缺陷的致病基因。然而,其先决条件是病毒识别并感染相应的细胞。这就是德国灵长类动物中心的初级研究组医学RNA生物学的研究成果。

细胞中的运输气泡应该提高基因治疗的效率

“在我们的研究中,我们想知道是否有可能提高病毒载体的感染率以及如何,”初级研究组组长兼该研究的高级作者Jens Gruber说。“目前,感染率取决于目标细胞,通常约为20%,这对于某些疗法来说还不够。”为了改变这种状况,研究人员研究了所谓的外泌体的产生,以找出如何使用这种机制以使病毒载体变得更有效。外来体是充满蛋白质,RNA或其他分子的小膜囊泡。它们用于细胞组分的运输和细胞间通讯。“我们的假设是,我们可以通过促进细胞中的外泌体生成来改善病毒的产生及其效率,”

为了产生大量的CD9蛋白,Jens Gruber及其团队对用于生产病毒载体的HEK293细胞系进行了基因工程改造。该蛋白质因其在细胞运动,细胞 - 细胞接触和膜融合中的功能而闻名。假设它也可以在外泌体生产中发挥作用。此外,科学家将CD9蛋白掺入病毒载体的包膜中。“我们能够观察到两件事,”Jens Gruber总结了结果。“首先,与未处理的HEK293细胞相比,HEK293-CD9细胞中的外泌体产生显着增加,这表明蛋白质在外来体形成中的关键作用。其次,CD9蛋白在病毒膜中的掺入显着改善了转移DNA。

80%的感染率

病毒中CD9含量的增加导致感染率更高,达到约80%。该蛋白质似乎对外泌体产生和病毒效率具有直接影响,这在先前尚未描述过。“我们的研究结果为我们提供了对外泌体形成以及细胞中病毒生成的更好理解,”Jens Gruber说。“这些研究结果可用于使目前使用的基于病毒的基因疗法更有效。将来,人们可能完全放弃使用病毒,只使用外泌体将遗传物质转运到靶细胞中。”