肌营养不良治疗中的里程碑
肌肉干细胞能使我们的肌肉在一生中通过锻炼而增强和再生。但如果某些肌肉基因发生突变，就会发生相反的情况。患有肌肉萎缩症的患者，骨骼肌在儿童时期就已经开始变弱。突然之间，这些孩子不再能够奔跑、弹钢琴或爬楼梯，而且他们往往在15岁时就需要依靠轮椅。目前还没有治疗这种疾病的方法。
“现在,我们能够访问这些患者的基因突变使用CRISPR-Cas9技术,”西蒙Spuler教授解释说,肌肉系统实验室主管的实验和临床研究中心(ECRC),联合机构马克斯德尔布吕克分子医学中心的亥姆霍兹联合会和柏林夏洛——夏洛蒂。“我们在Charité门诊为超过2000名肌肉疾病患者提供服务，并很快认识到这项新技术的潜力。”研究人员立即开始与一些受影响的家庭合作，并在杂志上发表了他们的研究结果JCI Insight.。在这些被研究的家庭中，父母都很健康，也不知道他们拥有变异的基因。这些孩子都从父母双方身上遗传了一个疾病突变的副本。
编辑人体肌肉干细胞在小鼠中开发成肌肉纤维
这个词的肌肉萎缩症用来指大约50种不同的疾病。斯普勒解释说:“它们都走同样的路线，但由于不同基因的突变而有所不同。”“即使在基因内部，不同的位置也可能发生突变。”在对所有患者进行基因组分析后，研究人员选择了一个家族，因为他们患有这种疾病的特殊形式:肢带肌萎缩症2-D/R3相对常见，进展迅速，并且在DNA突变附近有一个适合的“基因剪刀”对接位点。
在这项研究中，研究人员从一名10岁患者身上提取了肌肉组织样本，分离干细胞，在体外繁殖这些干细胞，并使用碱基编辑技术替换突变位点的碱基对。然后，他们将编辑过的肌肉干细胞注射到小鼠肌肉中，小鼠肌肉可以耐受外源人类细胞。这些纤维在啮齿类动物体内繁殖，大多发育成肌肉纤维。“有了这个，我们第一次能够证明用健康的肌肉细胞替代患病的肌肉细胞是可能的，”Spuler说。经过进一步的测试，修复后的干细胞将被重新引入患者体内。
碱基编辑——一种复杂的技术
基本编辑是CRISPR-CAS9基因编辑工具的更新和高度复杂的变体。虽然在“经典”方法中，通过这些分子剪刀切割两条DNA，用于基础编辑的CAS酶仅仅从特定底座上剪掉残余葡萄糖并附着不同的葡萄糖，从而在目标处产生不同的基础地点。“这个工具更像镊子比剪刀更多，并且非常适合在基因中进行目标点突变，”斯普勒团队的分子生物学家赫拉·塞洛纳博士说。“这也是一种更安全的方法，因为不必要的变化极为罕见。在遗传修复的肌肉干细胞中，我们并没有目睹任何误操作在基因组的意外地区。”Escobar是该研究的主要作者和开发肌肉细胞技术的领先作者。
自体的细胞治疗-包括摘除病人自己的干细胞，在身体外编辑它们然后将它们注入肌肉 - 不会使患者能够再次走路。“我们无法修复已经萎缩并被结缔组织所取代的肌肉，”毛刺应力。并且可以在体外编辑的细胞数量有限。然而，该研究提供了一种甚至可以用于一组以前可潜在的疾病的治疗形式的第一种证据，并且可用于修复小肌缺陷，例如手指屈肌中的小肌缺陷。
离治愈又近了一步
但这只是第一步。“下一个里程碑将是找到一种直接将基本编辑器注入患者的方法。一旦进入身体，它会“游泳”周围一段时间，编辑所有肌肉干细胞然后再次迅速分解。“团队很快就会在鼠标模型中开始第一次试验。如果这也有效，可以在未来的相应基因突变测试新生儿，并且可以在一次时启动治疗疗法相对较少细胞需要编辑。
那么，肌营养不良的体内治疗可能在具体方面看起来像什么？这是科学家在使用病毒载体上一段时间对动物模型进行测试的东西。然而，海伦娜·埃塞罗巴解释说，因为这些载体仍然在身体上过长，误误和毒性的风险太高。“分子生物学家说：”替代方法是含有编辑信息的信息，其中包含编辑的信息，“分子生物学家说。“mRNA在身体中非常迅速地分解，因此治疗酶只能在短时间内保持活跃状态。”如有必要，可能还可以重复治疗。“我们尚未知道这是否需要成为涉及若干应用的治疗周期。”
这种治疗方法意味着，与自体细胞治疗不同，不是每个病人都需要单独治疗。对于每一种肌肉疗法，一个“工具”就足以治愈肌肉严重损伤发生前就萎缩了。但就目前而言，这还有很长的路要走。
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