Onderzoeksondersteuning voor CRISPR therapie bij familiale ALS

29-06-2021

Onderzoekers van de Universiteit van Texas in Dallas (UT Dallas) hebben een prijs ontvangen van de U.S. Army Medical Research Acquisition Activity om hun preklinische onderzoek naar een innovatieve, op CRISPR gebaseerde benadering van genbewerking voor de behandeling van een van de meest voorkomende oorzaken van familiale ALS, vooruit te helpen.
De tweejarige prijs van bijna $650.000 werd toegekend aan de hoofdonderzoeker van het project, Zhenghong Gao, PhD, een werktuigkundig onderzoeker aan de UT Dallas Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science, wiens werk focust op nanotechnologie.
Sommige studies suggereren dat mensen die hebben gediend in het leger, een groter risico lopen op het ontwikkelen van ALS dan zij zonder militaire dienst. Er is echter geen effectieve behandeling om de voortgang van de ziekte te vertragen.
Net als het moleculaire systeem dat door bacteriën als verdedigingsmechanisme wordt gebruikt, stelt CRISPR onderzoekers in staat om delen van het genoom te bewerken door het toevoegen, verwijderen of veranderen van specifieke secties van DNA.

Met de stijgende interesse voor behandelingen gebaseerd op CRISPR als potentiële therapie voor familiale ALS, welke tot 10% van de gevallen uitmaakt, heeft Gao’s aanpak het potentieel om één van de belangrijkste obstakels voor de behandeling van neurologische aandoeningen, reikend tot aan het centrale zenuwstelsel (CZS, de hersenen en het ruggenmerg), te overwinnen.
Meestal wordt voorkomen dat grote moleculen en microben in het bloed het CZS bereiken vanwege de aanwezigheid van een zeer selectief, beschermend membraan dat de bloed-hersenbarrière wordt genoemd.

Aangezien de meeste gentherapieën en benaderingen voor het bewerken van genen gemodificeerde en onschadelijke adeno-geassocieerde virussen (AAV's) gebruiken om een bepaald gen of de CRISPR-machinerie naar cellen te dragen en af te leveren, hebben deze behandelingen een beperkt vermogen om hun doelcellen in het CZS te bereiken.

“Onze expertise in nanomaterialen heeft gezorgd voor een nieuwe methode om deze barrière aan te pakken en op afstand te reguleren”, zegt Zhenpeng Qin, PhD, een mede-onderzoeker van het project en een expert in het gebruik van nanotechnologieën om de behandeling van hersenziekten te verbeteren, in een persbericht van de universiteit.
De nieuwe aanpak maakt gebruik van lichtgevoelige gouden nanodeeltjes die zich hechten aan de bloed-hersenbarrière, waarna de onderzoekers korte laserpulsen toepassen. Dat zorgt ervoor dat de nanodeeltjes lage mechanische energie genereren die de barrière tijdelijk opent, waardoor de AAV's er doorheen kunnen.

Zodra het virus de doelcellen binnendringt, worden de componenten voor CRISPR-gen-bewerking vrijgegeven om de familiale ALS-veroorzakende mutatie te corrigeren.

"In het ideale geval kunnen cellen zonder het gemuteerde gen geen ALS-geassocieerde giftige eiwitten meer maken en kan de ziekte zich niet ontwikkelen," zei Gao.

"We hopen dat door de levering van op CRISPR gebaseerde therapie te verbeteren met behulp van onze nieuwe barrière-openingstechnologie, we de vooruitgang van de ziekte aanzienlijk kunnen vertragen of zelfs stoppen," voegde Gao eraan toe.

"Ons doel is om in een klein dierenmodel het idee te testen om CRISPR te gebruiken om mutaties te verwijderen als eenmalige behandeling voor erfelijke ALS," zei Gao, eraan toevoegend dat het team zich eerst zal concentreren "op het verwijderen van een van de meest voorkomende en goed-gekarakteriseerde mutaties” die verantwoordelijk zijn voor familiale ALS.

"Als we succes hebben, kunnen we deze nieuwe benadering misschien toepassen op het verwijderen of bewerken van andere mutaties", zei de projectleider. Hij merkte ook op dat dit type benadering op de lange termijn ook kan worden gebruikt voor de behandeling van andere neurodegeneratieve ziekten, zoals de ziekte van Parkinson, de ziekte van Alzheimer en de ziekte van Huntington. Leonidas Bleris, PhD, een co-hoofdonderzoeker van het project aan de UT Dallas en een pionier in genbewerking, zei dat "CRISPR een ongelooflijk krachtig hulpmiddel is", en dat het team "optimistisch is dat we in de nabije toekomst in staat zullen zijn om om chirurgische modificaties in de hersenen uit te voeren met eencellige precisie."

"De mogelijkheden zijn eindeloos", voegde Bleris toe, die ook universitair hoofddocent bio-engineering is aan de UT Dallas en Fellow, Cecil H. en Ida Green Professor in Systems Biology Science.

Toch waarschuwde Gao dat het project nog maar net is begonnen en dat het jaren kan duren voordat dit type op CRISPR gebaseerde benadering van genbewerking beschikbaar wordt voor patiënten.

Het multidisciplinaire team omvat ook twee ALS-experten van de Northwestern University Feinberg School of Medicine in Chicago, Illinois: Han-Xiang Deng, MD, PhD, en Evangelos Kiskini, PhD.
 

Vertaling: Ann Bracke

Bron: ALS News Today

Share