nl.3b-international.com
Gerepareerde stamcellen laten nieuwe werkende levercellen groeien
Britse wetenschappers namen stamcellen gemaakt van de huidcellen van patiënten met een erfelijke leverziekte, alpha1-antitrypsinedeficiëntie genaamd, gebruikten "moleculaire schaar" om een ??"schone" reparatie van de genmutatie die de ziekte veroorzaakt, tot stand te brengen, en toonden aan, beide in de test buizen en in muizen, dat het gen correct werkte wanneer de stamcellen nieuwe cellen maakten die bijna op levercellen leken. Natuur rapporteert het onderzoek, geleid door onderzoekers van het Wellcome Trust Sanger Institute en de University of Cambridge, in zijn online uitgave van 12 oktober.
Het onderzoek is significant omdat het een opgeruimde methode gebruikt die geen restanten van het reparatiemechanisme achterlaat, wat anders onacceptabele risico's zou kunnen introduceren in een klinische omgeving: het is dus een nieuwe manier om een ??"schone correctie" te maken voor het defect-gen.
Hierdoor komt de mogelijkheid van patiëntspecifieke stamceltherapieën dichterbij, waardoor gecorrigeerde stamcellen worden gebruikt om werkende levercellen in de patiënt te laten groeien en zo de noodzaak voor dure en vaak risicovolle levertransplantaties te voorkomen.
Co-auteur professor Allan Bradley, directeur Emeritus van het Wellcome Trust Sanger Institute, vertelde de pers:
"We hebben nieuwe systemen ontwikkeld om genen te richten en alle componenten te integreren om defecten in patiëntencellen correct en efficiënt te corrigeren."
"Onze systemen laten geen enkel spoor na van de genetische manipulatie, behalve de gencorrectie," voegde hij eraan toe.
Co-auteur Professor David Lomas, hoogleraar Respiratory Biology aan de Universiteit van Cambridge en Consultant Physician bij Addenbrooke's en Papworth Hospitals, heeft de afgelopen 20 jaar gewerkt aan het mechanisme van alfa1-antitrypsinedeficiëntie en zorgt voor patiënten met de aandoening. Hij zei:
"Omdat er momenteel geen remedie bestaat voor deze ziekte, behalve levertransplantatie, en gezien de toenemende spanningen op het nationale levertransplantatieprogramma als gevolg van de sterke toename van de frequentie van leverziekte, alternatieve therapieën voor genetische en andere leverziekten worden dringend gezocht. "
Bradley, Lomas en collega's mikten op een gendefect dat levercirrose veroorzaakt en het risico op longkanker en emfyseem verhoogt. Het defect resulteert in alfa1-antitrypsinedeficiëntie (A1ATD), de meest voorkomende erfelijke aandoening van de lever en de longen, die optreedt bij ongeveer één op de 2000 mensen van Noord-Europese origine.
Het defect dat de ziekte veroorzaakt, komt voor bij een enkele nucleotide verandering in het gen dat codeert voor alfa1-antitrypsine (A1AT), een enzymremmer die normaal lichaamsweefsels beschermt tegen overmatige ontsteking. Mensen met het defecte gen kunnen A1AT niet goed afgeven vanuit de lever, waar het vast blijft zitten en veroorzaakt de schade die leidt tot levercirrose en longemfyseem.
Momenteel is de enige manier om de cirrotische lever te behandelen via transplantatie.
Bradley vertelde aan Nature News dat een genetische remedie een volledige vervanging van het defecte gen in de lever vereist, omdat elk overgebleven mutant eiwit zich zou blijven ophopen en schade zou veroorzaken:
"Je kunt niet gewoon een normale kopie plaatsen omdat dat niet voldoende is om de ziekte te veranderen," zei Bradley.
Daarom hebben de onderzoekers zich tot stamcellen gewend, omdat ze kunnen worden overgehaald om vrijwel elke cel in het lichaam te worden, inclusief nieuwe levercellen. Het idee was dat als het mogelijk zou zijn om het DNA in de stamcellen te repareren, ze misschien nieuw weefsel zouden kunnen regenereren dat cellen met het gendefect ontbeerde.
Er zijn twee soorten stamcellen: embryonale en geïnduceerde pluripotente (iPS). Embryonaal is de "gouden standaard", ze maken de beste stamcellen, maar er zijn veel ethische problemen bij het gebruik ervan, niet het minst omdat het de vernietiging van veel embryo's vereist.
Toen ontdekten wetenschappers dat ze huidcellen en bloedcellen konden herprogrammeren om pluripotent te worden (in staat om een ??reeks andere cellen te maken), zoals embryonale stamcellen, en het idee van de iPS-cel was geboren. Maar naarmate de tijd verstreek, ontdekten ze dat in een laboratorium gekweekte iPS-cellen misschien niet zo gemakkelijk en veilig waren als eerst werd gedacht, ze kunnen bijvoorbeeld DNA-mutaties accumuleren die vervolgens leiden tot ongecontroleerde weefselgroei.
Dus het team stond voor een moeilijke uitdaging: als een probleem met iPS-cellen is dat ze DNA-defecten verzamelen, dan kunnen ze er beter zeker van zijn dat ze, wanneer ze de enkele nucleotide-verandering in het A1AT-gen gingen repareren, geen resten achterlieten van het reparatiemechanisme (zoals vreemd DNA) dat dit zou kunnen vergemakkelijken.
En als ze hun rapport lezen, blijkt dat ze dit gedaan hebben en gecontroleerd hebben dat ze het gedaan hebben.
Voortbouwend op eerder werk uit Cambridge, waar ze huidcellen veranderden in levercellen door stamcellen te herprogrammeren, corrigeerde het team met succes en correct een alfa1-antitrypsine-gen in een gevestigde cellijn die de mutatie bevat.
Ze gebruikten "moleculaire schaar" in de vorm van een gemanipuleerd molecuul, een "zinc-finger nuclease" genoemd, om het defecte A1AT-gen te vinden en te knippen in iPS-cellen gemaakt van huidcellen van mensen met A1ATD.
Daarna gebruikten ze een zelf-invoegend DNA-molecuul genaamd "piggyBac" om het defecte deel te vervangen. Daarna verwijderden ze de piggyBac-sequenties van de cellen, dus toen ze hen dwongen om te differentiëren in levercellen, vertoonden deze geen spoor van resterende DNA-schade op de plaats van correctie.
De iPS-cellen vormden cellen die enkele eigenschappen van hepatocyten vertoonden, de levercellen die het meest worden beïnvloed door A1ATD.
14 dagen nadat de onderzoekers de gen-gecorrigeerde hepatocyt-achtige cellen in muizen hadden getransplanteerd, hadden sommigen zich in de lever geïntegreerd en produceerden menselijke A1AT.
Aldus bewezen de onderzoekers dat de nauwkeurige kopie van het gen nu actief was in de hepatocytachtige cellen door de aanwezigheid van normale A1AT in zowel de reageerbuis- als muurexperimenten te tonen.
Dr. Ludovic Vallier, senior auteur van de studie en een expert in menselijke pluripotente stamcelbiologie, zei:
"Deze studie is een eerste stap op weg naar gepersonaliseerde celtherapie voor genetische aandoeningen van de lever."
"We hebben nog steeds grote uitdagingen te overwinnen vóór alle klinische toepassingen, maar we hebben nu de instrumenten die nodig zijn om deze essentiële doelstelling te bereiken," zei Vallier, die Senior Fellow and Principal Investigator van de Medical Research Council (MRC) is aan het MRC Center van de Universiteit van Cambridge. voor Stamcelbiologie en Regeneratieve Geneeskunde en Afdeling Chirurgie.
Als ze eerder stamcellen hebben geanalyseerd, heeft het team ontdekt dat hun genomen vaak mutaties bevatten, hoewel het niet duidelijk is waardoor ze worden veroorzaakt. Maar in deze studie gebruikten ze de nieuwste sequentietechnieken om cellen te vinden met het kleinste aantal mutaties, en kijken dan wat er met deze gebeurt wanneer ze zich differentiëren in weefselcellen.
Ze suggereren dat screening van stamcellen een zeer belangrijk onderdeel zal zijn van het veilig maken van therapieën die deze methoden gebruiken.
In een laatste stap namen de onderzoekers cellen rechtstreeks van een patiënt met A1ATD en corrigeerden het gendefect precies zoals ze deden met de cellijn: ze vonden dat de gecorrigeerde cellen normale A1AT produceerden.
Lomas zei:
"Het is een vrij opmerkelijke reeks resultaten, gebaseerd op sterk onderzoek en de gulle medewerking van onze patiënten Een van de volgende stappen zal zijn om het gebruik van deze techniek in proeven met mensen te onderzoeken."
Bradley was het ermee eens: "Dit zijn vroege stappen, maar als deze technologie in behandeling kan worden genomen, biedt dit geweldige voordelen voor patiënten."
Geschreven door Catharine Paddock PhD
Een korter, nieuwer antibioticum-regime toont gelijke effectiviteit voor huidinfecties
Eenmaal durende behandeling met een nieuw antibioticum genaamd tedizolidfosfaat gedurende zes dagen blijkt net zo succesvol als het antibioticum linezolid tweemaal daags gedurende tien dagen, voor patiënten met een acute bacteriële huid en infecties van de huidstructuur. Volgens de nieuwe studie, gepubliceerd in JAMA: "Antimicrobiële middelen beschikbaar voor de behandeling van gecompliceerde huid- en huidstructuurinfecties (SSSI's) zijn over het algemeen effectief, maar antimicrobiële resistentie en bijwerkingen beperken het gebruik ervan.
Het risico om HIV te krijgen door mensen die HIV-negatief zijn, kan met maar liefst 73% worden verminderd door een dagelijkse dosis tenofovir of tenovofir / emtricitabine in te nemen. Deze antiretrovirale tabletten kunnen als preventief geneesmiddel worden gebruikt (PrEP - profylaxe vóór blootstelling) en kunnen de overdracht van het virus van mannen op vrouwen en vice versa voorkomen.
