Nyt modificeret CRISPR-protein kan passe ind i virus, der bruges til genterapi

Forskere har udviklet en ny version af et nøgle CRISPR-genredigeringsprotein, der viser effektiv redigeringsaktivitet og er lille nok til at blive pakket i en ikke-patogen virus, der kan levere det til målceller. Hongjian Wang og kolleger ved Wuhan University, Kina, præsenterer disse resultater i det åbne tidsskrift PLOS Biology.

De seneste år har set en eksplosion af forskning, der forsøger at udnytte CRISPR-genredigeringssystemer - som findes naturligt i mange bakterier som et forsvar mod vira - så de kan bruges som potentielle behandlinger for menneskelig sygdom. Disse systemer er afhængige af såkaldte CRISPR-associerede (Cas) proteiner, hvor Cas9 og Cas12a er de to mest udbredte typer, hver med deres egne særheder og styrker.

En lovende idé er at pakke CRISPR-proteiner i en ikke-patogen virus, som derefter kunne levere proteinerne til målceller; der ville de modificere specifikt målrettede DNA-sekvenser for at behandle sygdom. Den almindeligt anvendte adeno-associerede virus er dog lille, og selvom nogle Cas9-proteiner kan passe ind, er Cas12a-proteiner typisk for store.

Nu har Wang og kolleger identificeret en relativt lille version af Cas12a, kaldet EbCas12a, der forekommer naturligt i en art af Erysipelotrichia-bakterier. Ved bevidst at skifte en af ​​proteinets aminosyrebyggesten ud med en anden, øgede de dets genredigeringseffektivitet.

Når det påføres pattedyrsceller i en skål i laboratoriet, viser dette modificerede protein - kaldet enEbCas12a - en genredigeringseffektivitet, der kan sammenlignes med to andre Cas12a-proteiner, der er kendt for meget nøjagtig genredigering.

Forskerholdet viste derefter, at enEbCas12a er lille nok til at blive brugt til adeno-associeret virus-baseret genterapi. De modificerede enEbCas12a for at målrette mod et specifikt kolesterol-associeret gen, pakkede det i virussen og administrerede virussen til mus med højt kolesteroltal. En måned senere fandt de en signifikant reduktion af kolesterolniveauet i blodet hos de behandlede mus sammenlignet med mus, der ikke modtog virussen.

Mere forskning vil være nødvendig for at afgøre, om enEbCas12a en dag kan bruges til at behandle menneskelig sygdom. Ikke desto mindre tyder disse fund på, at det kunne være muligt at bruge adeno-associeret virus til at levere Cas12a-proteiner til genterapi.

Forfatterne tilføjer:"Den nye kompakte enEbCas12a kan sammen med dens crRNA pakkes ind i et alt-i-et AAV-system til bekvem genredigering in vitro og in vivo med høj-fidelity, hvilket kan være meget gavnligt for fremtidige kliniske anvendelser og flere værktøjsudviklinger, herunder alt-i-en AAV-baseret multigenredigering, basisredigering, primerredigering osv."