在奥兰治县儿童医院(CHOC)儿童研究所的一个实验室,研究人员正致力于开发针对罕见病的个性化CRISPR-Cas9基因组编辑疗法,其中,特别关注于进行性心肌和骨骼肌病溶酶体贮积症(LSD)——庞贝病。研究科学家Jeffrey Huang博士正在帮助领导这一进程。
黄博士在最近的一次采访中说:“超过三千万美国人——近十分之一的人 ——患有这7,000种被列为罕见病的疾病的其中一种”, “许多罕见的疾病往往导致婴儿和儿童逐渐衰弱,有时甚至导致致命的后果。不幸的是,大多数罕见病都没有治愈方法;即便存在,目前的治疗也只能减弱或减缓疾病进展。我的主要研究重点是评估和开发CRISPR基因组编辑疗法,以解决现有罕见儿科疾病治疗(如庞贝病)的缺陷。“
除了评估CRISPR基因组编辑的安全性和有效性之外,黄博士还希望通过他的研究项目实现以下目标:生成庞贝病的动物模型,该模型具有与引起人类庞贝病同源的突变;充分评估和验证生成的动物模型,以确保对人类对庞贝病的分子的、生物化学的、组织病理学的、和功能上的分析的正确性;以及开发CRISPR基因组编辑/传递系统,以纠正经验证的庞贝病模型中的突变。
此外,黄博士相信他能证明CRISPR基因组编辑优于重组GAA酶(rhGAA)替代疗法。
虽然,由于其在去除庞贝病患者心肌中的糖原并逆转心脏症状上的有效性,rhGAA在2006年就被FDA所批准;然而,幸存的儿童仍然会在其他肌肉中积聚糖原,并继续挣扎于谈话、走路、进食或呼吸等基本活动。另外,由于交叉反应性免疫物质(CRIM)的状态,婴儿期发作的庞贝病的结果也会不同,这是个体对rhGAA的自身免疫原性反应。
因此,对更有效、更个性化的庞贝病治疗剂的需求已经变得清晰,并且CRISPR基因组编辑可能能够满足这一需要。黄博士和他的团队开始创建和描述庞贝病的新模型,该新模型具有人类患者常见的单核苷酸GAA突变。通过使用CRISPR基因组编辑,他们能够成功地将2种婴儿发病的庞贝病敲入性突变引入到培养的小鼠成肌细胞和转基因小鼠中:GAA c.1826insA(CRIM-)和GAA c.1935C> A(CRIM +)。使用全基因组测序,他们能够确认目标编辑特异性并筛选潜在的非目标。
“我很高兴地报告,在过去的一年里,我们成功地证明我们的庞贝病特异性CRISPR基因组编辑策略已经在培养细胞中产生了所需的突变,”黄医生补充说。 “我们目前正在扩大这种新的庞贝病动物模型,并将对扩大的队列进行适当的测试,以确认与人类庞贝病的相似之处。我们新生成的庞贝病动物模型将成为未来研究的基础,这些研究将测试CRISPR介导的基因组校正在体内环境中的功效和安全性。”