可以使用基因编辑器 CRISPR-Cas9 修复导致肌肉萎缩的突变。  由 ECRC 研究员 Helena Escobar 领导的一个团队现在首次使用 mRNA 将该工具引入人类肌肉干细胞，从而发现了一种适用于治疗应用的方法。

这可能只是基因组中的一个微小变化，但这种微小的差异可能会产生致命的后果：肌肉营养不良几乎总是由一个有缺陷的基因引起的。  尽管突变在这组大约 50 种疾病中有所不同，但它们最终都会导致非常相似的结果。

该方法已在小鼠身上证明是成功的

肌肉营养不良目前无法治愈，而这正是 Spuler 和她的团队想要改变的。 他们的最新论文发表在《Journal Molecular Therapy Nucleic Acids》 ，为一项临床试验铺平了道路，在该试验中，ECRC 开发的一种疗法将首次在遗传性肌肉萎缩患者身上进行测试。 几年来，我们一直在追求从患病患者身上提取肌肉干细胞，使用 CRISPR-Cas9 来纠正有缺陷的基因，然后将处理过的细胞注入肌肉中，这样它们就可以增殖并形成新的肌肉组织。” Helena Escobar 博士解释说，她是 Spuler 实验室的博士后研究员，也是她当前论文的共同最后作者。

不久前，研究人员能够证明该方法对患有肌肉萎缩的小鼠有效。“然而我们的方法有一个问题，”埃斯科巴解释说：  “我们使用质粒将基因编辑器的遗传指令引入干细胞 - 质粒是源自细菌的环状双链 DNA 分子。”  但质粒可能会无意中整合到同样是双链的人类细胞基因组中，然后导致难以评估的不良影响。  “这使得这种方法不适合治疗病人，”埃斯科巴说。

有针对性地纠正遗传缺陷

因此，团队着手寻找更好的替代方案。  他们以信使 RNA (mRNA) 的形式发现了它，这是一种单链 RNA 分子，最近作为两种 Covid-19 疫苗的关键成分而广受赞誉。  “在疫苗中，mRNA 分子包含构建病毒刺突蛋白的遗传指令，病原体利用该刺突蛋白侵入人体细胞，”斯普勒实验室的博士生 Christian Stadelmann 解释说。  与来自同一团队的 Silvia Di Francescantonio 一起，他是该研究的共同主要作者之一。   “在我们的工作中，我们使用包含基因编辑工具构建指令的 mRNA 分子。”

为了让 mRNA 进入干细胞，研究人员使用了一种称为电穿孔的过程，它可以暂时使细胞膜更容易渗透到更大的分子中。  “在含有绿色荧光染料遗传信息的 mRNA 的帮助下，我们首先证明了 mRNA 分子进入了几乎所有的干细胞，”Stadelmann 解释说。   在下一步中，该团队在人类肌肉干细胞表面使用了一种故意改变的分子，以表明该方法可用于有针对性地纠正基因缺陷。

一项临床试验正在进行中

最后，该团队尝试了一种类似于 CRISPR-Cas9 基因编辑器的工具，该工具不会切割 DNA，而只会在一个位置以精确的精度对其进行调整。   “这使我们能够以更高的精度工作，但该工具并不适合导致肌肉营养不良的所有突变，”Stadelmann 解释说。   在培养皿实验中，他和他的团队现在已经能够证明，经过校正的肌肉干细胞与健康细胞一样能够相互融合并形成年轻的肌肉纤维。

“我们现在计划在年底前对五到七名患有肌营养不良症的患者进行第一次临床试验，”斯普勒说。  她补充说，负责批准临床试验的联邦疫苗和生物医学研究所 Paul-Ehrlich-Institut (PEI) 在一次咨询会议上一直支持这一想法。   当然，我们不能期待奇迹，研究人员说，并补充说：“坐在轮椅上的患者不会在治疗后起床开始行走。但对于许多患者来说，当一个小肌肉在“对于再次更好地掌握或吞咽功能很重要。修复更大肌肉的想法，例如站立和行走所需的肌肉，已经在考虑中。”   然而，要使其成为一种现实世界的疗法，分子工具必须变得如此安全，以至于它们可以毫无保留地被引入——不仅可以引入孤立的肌肉干细胞，还可以直接引入退化的肌肉。

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