Переключатель включает и выключает гены, делая генную терапию безопаснее

Точно так же, как они корректируют дозировка лекарства В соответствии с потребностями пациента экспрессия терапевтических генов, модифицированных у человека для лечения или лечения заболевания посредством генной терапии, также должна оставаться в пределах терапевтического окна. Очень важно оставаться в пределах терапевтического окна, поскольку слишком большое количество белка может быть токсичным, а слишком малое — может привести к незначительному терапевтическому эффекту или его отсутствию.

Хотя принцип терапевтическое окно известен давно, стратегии по его безопасному осуществлению не существовало, что ограничивает возможности применения генной терапии в клинике. Теперь эта работа, похоже, нашла многообещающее решение, позволяющее заполнить этот пробел в клиническом применении генной терапии.

«Хотя в клетках млекопитающих используется несколько систем генетической регуляции, ни одна из них не была одобрена для клинического применения, главным образом потому, что эти системы используют регуляторный белок, чужеродный для человеческого организма, который запускает иммунный ответ», — объясняет исследователь. Повышение иены. «Это означает, что клетки, экспрессирующие терапевтический белок, будут атаковано, устранено или нейтрализовано иммунной системой пациентаделает терапию неэффективной.

Более десяти лет Йен и его коллеги работали над этой технологией и теперь нашли решение, позволяющее преодолеть основные препятствия в ее клиническом использовании. «Решение, которое мы нашли, не связано с чужеродным регуляторным белком, который запускает иммунный ответ у пациентов. «Вместо этого мы используем небольшие молекулы для взаимодействия с РНК, которые обычно не вызывают иммунный ответ», — говорит она.

«Другие группы также пытались решить эту критическую проблему, но используемые ими концентрации лекарств выходили за рамки разрешенных для пациентов. Мы смогли спроектировать нашу систему таким образом, чтобы она работала с дозой, одобренной FDA».

Ученые разработали систему, которая активирует гены на разных уровнях сигнала, используя небольшие молекулы в дозах, одобренных FDA. Переключатель находится в РНК — копии генетического материала, транслируемой в белок. Этот подход позволяет исследователям сделать шаг назад в контроле производства белка путем контроля его РНК.

ОСТАНАВЛИВАТЬСЯ

Интересующая РНК сначала разрабатывается так, чтобы содержать дополнительный сигнал полиА, аналогичный «знак СТОП«которые гены естественным образом используют для обозначения конца гена. Когда клеточный механизм обнаруживает полиА-сигнал в РНК, он автоматически разрезает и определяет точку разреза как конец РНК. «В нашей системе мы используем сигнал полиА, добавляемый не в конец, а в начало РНК, поэтому расщепление разрушает РНК, и поэтому по умолчанию белок не вырабатывается. Он выключается, пока мы не активируем его с помощью маленькой молекулы», — сказал Йен.

Чтобы активировать ген до желаемого уровня, команда разработала переключатель в РНК. Они модифицировали участок РНК рядом с сигналом полиА, чтобы теперь он мог связываться с небольшой молекулой, в данном случае с тетрациклином, одобренным FDA. “Когда Тетрациклин Он связывается с тем участком, который действует как сенсор РНК, маскирует сигнал полиА, и теперь РНК будет транслироваться в белок», — объясняет Йен.

В будущем пациент генной терапии, который предоставит ген для компенсации дефектного гена, вызывающего заболевание, будет иметь такой переключатель, который позволит врачу контролировать выработку терапевтического белка. Если пациенту необходимо лишь небольшое количество терапевтического белка, то он примет лишь небольшую дозу тетрациклина, который лишь незначительно активирует терапевтический ген. Но если потребуется большее количество, производство будет увеличено. Чтобы остановить выработку лечебного белка, пациент прекращает прием тетрациклина.. При отсутствии тетрациклина переключатель вернется в исходное положение «выключено». Некоторые заболевания могут выиграть от присутствия постоянного низкого уровня терапевтического белка. В этом случае технология имеет возможность предварительно настроить уровень по умолчанию на конкретные уровни экспрессии белка, сохраняя при этом возможность усиления экспрессии с помощью тетрациклина.

«Эта стратегия позволяет нам более точно контролировать экспрессию генов терапевтического белка. Это позволяет нам регулировать его производство в зависимости от стадии заболевания или адаптироваться к конкретным потребностям пациентов, используя одобренную FDA дозу тетрациклина», — подчеркивает Йен.

Более того, добавляет он, такой подход не зависит от конкретного заболевания; Теоретически, отмечает он: «Его можно использовать для регулирования экспрессии любого белка и потенциально имеет множество терапевтических применений. Кроме того, эта система более компактна и проще в реализации, чем существующие технологии. Поэтому в лаборатории также может быть очень полезно активировать или деактивировать интересующий ген для изучения его функции.