In den letzten Monaten, ja, wie unsere Aufmerksamkeit konzentriert sich auf das Corona-Virus-Ausbruch, es wurden eine ganze Reihe von wissenschaftlichen Durchbrüche in der Behandlung von Krankheiten, die Blindheit verursachen.
Forscher an der US-amerikanischen Editas Medicine und Irland-basierte Allergan haben verabreicht CRISPR zum ersten mal an eine person mit einer genetischen Krankheit. Dieses Wahrzeichen Behandlung, die mit der CRISPR-Ansatz, um eine spezifische mutation in einem gen, verbunden mit Blindheit im Kindesalter. Die mutation wirkt sich auf das funktionieren der Licht-sensing-Fach des Auges, der sogenannten retina, und führt zu einem Verlust der lichtempfindlichen Zellen.
Nach Angaben der World Health Organization, mindestens 2,2 Milliarden Menschen weltweit haben irgendeine form von Sehschwäche. In den Vereinigten Staaten werden etwa 200.000 Menschen leiden unter vererbte Formen der Erkrankung der Netzhaut, für die es keine Heilung. Aber die Dinge haben begonnen, sich zu ändern für gut. Wir sehen jetzt Licht am Ende des Tunnels.
Ich bin Augenheilkunde und visual sciences Forscher, und bin besonders interessiert an diesen Fortschritten, weil mein Labor konzentriert sich auf das entwerfen von neuen und verbesserten gen-Therapie-Ansätze zur Behandlung von geerbten Formulare von Blindheit.
Das Auge als ein Experimentierfeld für CRISPR
Gentherapie beinhaltet das einfügen des korrekten Kopie des Gens in Zellen, die einen Fehler in der genetischen Sequenz des Gens, die Wiederherstellung der normalen Funktion des proteins in der Zelle. Das Auge ist ein ideales organ für die Prüfung der neuen therapeutischen Ansätzen, einschließlich CRISPR. Das ist, weil das Auge ist die am stärksten exponierten Teil des Gehirns und ist somit leicht zugänglich.
Der zweite Grund ist, dass retinale Gewebe im Auge ist abgeschirmt von den körpereigenen Abwehrmechanismus, die sonst betrachten das eingespritzte material verwendet, in der gen-Therapie als außen-und montieren einen defensiven Angriff Antwort. Eine solche Reaktion würde zerstören die Vorteile im Zusammenhang mit der Behandlung.
In den letzten Jahren, Durchbruch gen-Therapie-Studien ebnete den Weg zur ersten Food and Drug Administration-zugelassenen gen-Therapie-Medikament, Luxturna TM, für einen verheerenden Blindheit im Kindesalter-Erkrankungen, Leber angeborene Erblindung Typ-2.
Diese form der Leber, die angeborenen Erblindung ist verursacht durch Mutationen in einem gen, das kodiert für ein protein namens RPE65. Das protein beteiligt sich an chemischen Reaktionen, die erforderlich sind, um zu erkennen, Licht. Die Mutationen vermindern oder zu beseitigen, die Funktion des RPE65, die dazu führt, unsere Unfähigkeit zu erkennen, Licht—Blindheit.
Die Behandlungs-Methode entwickelt, die gleichzeitig von den Gruppen an der Universität von Pennsylvania und an der University College London und Moorefields Eye Hospital beteiligt einlegen einer gesunden Kopie des mutierten Gens direkt in den Raum zwischen der Netzhaut und der retinalen pigmentierten Epithel, das Gewebe hinter der Netzhaut, wo die chemischen Reaktionen stattfinden. Dieses gen geholfen den retinalen pigmentierten Epithel Zelle produzieren das fehlende protein, das funktionsgestörte Patienten.
Obwohl die behandelten Augen zeigten vision Verbesserung, gemessen als die Fähigkeit des Patienten zu navigieren, einen Parcours mit unterschiedlichen Licht, es ist nicht eine dauerhafte Lösung. Dies ist aufgrund der fehlenden Technologien, die fix mit der mutierten genetischen code in die DNA der Zellen des Patienten.
Eine neue Technologie zum löschen der mutation
In letzter Zeit haben die Wissenschaftler entwickeln ein leistungsfähiges neues tool, das die Verlagerung der Biologie und Gentechnik in die nächste phase. Dieser Durchbruch gen-editing-Technologie, das heißt CRISPR, können die Forscher direkt zu Bearbeiten, die den genetischen code von Zellen im Auge und korrigieren Sie die mutation, welche die Krankheit verursachen.
Kinder leiden unter der Krankheit, Leber angeborene Erblindung Typ 10 ertragen progressiven Verlust der Sehkraft Anfang bereits ein Jahr alt. Diese spezifische form der Leber, die angeborenen Erblindung ist verursacht durch eine änderung an der DNA, wirkt sich auf die Fähigkeit des gen—namens CEP290—um das vollständige protein. Der Verlust der CEP290-protein beeinflusst das überleben und die Funktion unserer lichtempfindlichen Zellen, sogenannte Photorezeptoren.
Eine Behandlung in der Strategie ist die Bereitstellung der vollen form des CEP290-gen mit Hilfe eines virus als lieferfahrzeug. Aber das CEP290 gen ist zu groß für die Fracht für Viren. Also ein anderer Ansatz erforderlich war. Eine Strategie war, um fix die mutation durch die Verwendung von CRISPR.
Die Wissenschaftler bei Editas Medicine zeigte zuerst Sicherheit und Beweis für das Konzept des CRISPR-Strategie in den Zellen extrahiert aus dem Patienten Haut-Biopsie und nicht-menschlichen Primaten Tiere.
Diese Studien führten zu der Formulierung der ersten überhaupt in der CRISPR-gen-therapeutische klinische Studie. Diese Phase 1-und Phase 2-Studie wird schließlich der Bewertung der Sicherheit und Wirksamkeit des CRISPR-Therapie in 18 Leber angeborene Erblindung Typ 10 Patienten. Die Patienten erhalten eine Dosis der Therapie, während unter Narkose, wenn die Netzhaut-Chirurg verwendet einen Rahmen, Nadel und Spritze zu injizieren, die CRISPR enzyme und Nukleinsäuren in der Rückseite des Auges in der Nähe der Photorezeptoren.
Um sicherzustellen, dass das experiment funktioniert und sicher für den Patienten, die klinische Studie rekrutiert Menschen mit Spätstadium der Krankheit und keine Hoffnung auf Wiederherstellung Ihrer vision. Die ärzte sind auch die Injektion der CRISPR-editing-tools in nur einem Auge.
Eine neue CEP290-gen-Therapie-Strategie
Ein laufendes Projekt in meinem Labor konzentriert sich auf die Gestaltung einer gen-Therapie-Ansatz für das gleiche gen CEP290. Im Gegensatz zu den CRISPR-Ansatz, der das Ziel nur eine spezifische mutation zu einer Zeit, meine Mannschaft entwickelt einen Ansatz, der funktionieren würde für alle CEP290-Mutationen in der Leber, die angeborenen Erblindung Typ 10.
Dieser Ansatz beinhaltet die Verwendung von kürzeren, aber funktionalen Formen der protein CEP290, die können geliefert werden, um die Photorezeptoren mit den Viren für den klinischen Einsatz zugelassen.
Gentherapie beinhaltet, dass die CRISPR verspricht eine dauerhafte Lösung und eine deutlich reduzierte recovery-Zeit. Ein Nachteil der CRISPR-Ansatz ist die Möglichkeit einer off-target-Effekt, bei dem eine andere region der Zelle DNA bearbeitet wird, das könnte zu unerwünschten Nebenwirkungen, wie Krebs. Jedoch werden neue und verbesserte Strategien haben solche Wahrscheinlichkeit sehr gering.
Obwohl die CRISPR-Studie wird für eine bestimmte mutation im CEP290, ich glaube, dass die Verwendung von CRISPR-Technologie in den Körper zu aufregend und ein Riesen-Sprung. Ich weiß, diese Behandlung ist in einer frühen phase, aber es zeigt ein klares Versprechen. In meine Meinung, sowie die Meinung vieler anderer Wissenschaftler, CRISPR-vermittelte therapeutische innovation absolut hält immense Versprechen.
Weitere Möglichkeiten zur Bekämpfung der Blindheit
In einer anderen Studie nur in der Zeitschrift berichtet Wissenschaft, Deutsche und Schweizer Wissenschaftler entwickelten eine revolutionäre Technologie, die es ermöglicht, Mäusen und menschlichen Netzhaut zu erkennen, die Infrarot-Strahlung. Diese Fähigkeit könnte nützlich sein für Patienten mit Verlust der Photorezeptoren und Augen.
Die Forscher bewiesen, dass diese Herangehensweise, inspiriert durch die Fähigkeit von Schlangen und Fledermäuse zu sehen, die Wärme, die von stiftenden, Mäuse und postmortalen menschlichen Netzhaut mit einem protein, das aktiv in Reaktion auf Hitze. Infrarot-Licht ist Strahlung, die von warmen Objekten, die jenseits des sichtbaren Spektrums.
Die Hitze wärmt eine speziell entwickelte gold-Teilchen, die die Forscher erst in die Netzhaut. Dieses Teilchen an das protein bindet und hilft, Sie wandeln die Wärme signal in elektrische Signale um, die dann an das Gehirn weitergeleitet.
In der Zukunft, ist mehr Forschung erforderlich, zu optimieren, die Fähigkeit der Infrarot-empfindlichen Proteine zu verschiedenen Wellenlängen des Lichts, wird auch die restlichen vision.
