研究人员使用基因编辑CRISPR治疗致命的肺部疾病在出生之前

使用CRISPR基因编辑,费城儿童医院的一个小组(切)和宾夕法尼亚大学医学已经挫败了致命的肺部疾病动物模型中一个有害的突变会导致出生后数小时内死亡。这个概念验证研究,发表在今天科学转化医学显示,在子宫内编辑可能是一个有前途的新方法治疗肺部疾病在出生之前。

“胎儿发育有许多与生俱来的属性,这些属性使它成为极具吸引力的接受者,治疗基因编辑,“研究领导者威廉·h·Peranteau说,医学博士,研究员砍的胎儿研究中心,和一个儿童和胎儿外科医生切的胎儿诊断和治疗中心。“此外,能够治愈或缓解疾病通过基因编辑在妊娠中后期,出生和不可逆转的病理发病是非常令人兴奋的。尤其是对于影响肺部的疾病,它的功能变得更重要的时候出生。”

的肺条件的团队希望solve-congenital疾病,如表面活性剂蛋白质缺乏症,囊性纤维化,alpha - antitrypsin-are出生时呼吸衰竭或特点慢性肺疾病很少有选择治疗方法。大约22%的儿科住院因为呼吸系统疾病,先天性呼吸道疾病的原因往往是致命的,尽管保健的进步和更深入地理解分子的原因。因为肺是一个屏障器官与外界环境直接接触,靶向纠正缺陷基因是一个有吸引力的治疗。

“我们想知道这可能工作,”爱德华说研究领导者e . Morrisey博士,心血管医学教授佩雷尔曼医学院的宾夕法尼亚大学。“诀窍是如何直接目标细胞的基因编辑机械行肺的航空公司。”

研究人员表明,精确定时在子宫内交付CRISPR基因编辑试剂在胎儿发育导致羊水有针对性的改变小鼠的肺中。他们介绍了基因编辑到发展中小鼠四天出生之前,这是类似于人类的第三阶段。

的细胞显示编辑的比例最高肺泡上皮细胞和气道分泌细胞肺气道。2018年,Morrisey领导的研究小组确定了肺泡上皮祖(AEP)血统,这是嵌入在一个更大的人口肺泡2型细胞。这些细胞产生肺表面活性物质,从而降低表面张力在肺部和每一次呼吸,阻止它们崩溃。aep稳定的细胞类型的肺癌和翻很慢,但受伤之后迅速复制再生肺泡内壁和恢复气体交换。

在第二个实验中,研究人员使用产前基因编辑减少一种间质性肺疾病的严重程度,表面活性剂蛋白C (SFTPC)不足,有一个共同的致病突变的小鼠模型中发现的人类SFTPC基因。百分之一百的未经处理的小鼠死于这种突变呼吸衰竭出生后数小时内。相比之下,产前基因编辑灭活突变Sftpc基因导致改善肺形态学和超过22%的动物的生存。

未来的研究将针对增加的效率基因编辑在肺上皮衬里以及评估不同的机制提供基因编辑技术肺。“不同基因编辑技术也正在研发中,可能有一天能够正确准确的观察到的基因突变肺部疾病在婴儿Morrisey说。

Morrisey合作在最近的一项研究由Peranteau Kiran Musunuru,医学博士,博士,心血管医学副教授潘,展示的可行性在子宫内基因编辑来拯救一个致命的肝代谢疾病小鼠模型——第一次在子宫内CRISPR-mediated基因编辑阻止致命动物代谢紊乱。类似研究,Peranteau说“目前的研究是一个概念验证研究突显出激动人心的未来前景产前治疗包括基因编辑和替代疗法治疗先天性疾病。”