• facebook
  • gelinkt
  • youtube

Gehoorverlies (HL) is de meest voorkomende zintuiglijke handicapziekte bij de mens.In ontwikkelde landen wordt ongeveer 80% van de gevallen van prelinguale doofheid bij kinderen veroorzaakt door genetische factoren.De meest voorkomende zijn enkelvoudige gendefecten (zoals getoond in Fig. 1), 124 genmutaties bleken geassocieerd te zijn met niet-syndromaal gehoorverlies bij mensen, de rest wordt veroorzaakt door omgevingsfactoren.Een cochleair implantaat (een elektronisch apparaat dat in het binnenoor wordt geplaatst en rechtstreeks elektrische stimulatie geeft aan de gehoorzenuw) is verreweg de meest effectieve optie voor de behandeling van ernstige HL, terwijl een gehoorapparaat (een extern elektronisch apparaat dat geluidsgolven omzet en versterkt) patiënten met matige HL kan helpen.Er zijn momenteel echter geen medicijnen beschikbaar om erfelijke HL (GHL) te behandelen.In de afgelopen jaren heeft gentherapie steeds meer aandacht gekregen als een veelbelovende benadering om disfunctie van het binnenoor te behandelen.

goed (1)

Figuur 1.Verdeling van doofheid-geassocieerd variatietype.[1]

Onlangs publiceerden wetenschappers van het Salk Institute en de University of Sheffield een onderzoeksresultaat in Molecular Therapy – Methods & Clinical Development [2], dat brede toepassingsmogelijkheden liet zien voor in vivo gentherapie van erfelijke doofheid.Uri Manor, assistent-onderzoeksprofessor aan het Salk Institute en directeur van het Waitt Center for Advanced Biophotonics, zei dat hij werd geboren met ernstig gehoorverlies en vond dat gehoorherstel een prachtig geschenk zou zijn.Uit zijn eerdere onderzoek bleek dat Eps8 een actine-regulerend eiwit is met actine-bindende en capping-activiteiten;in cochleaire haarcellen bestaat het eiwitcomplex gevormd door Eps8 met MYO15A, WHIRLIN, GPSM2 en GNAI3 voornamelijk in de meeste De toppen van lange stereocilia, die samen met MYO15A BAIAP2L2 lokaliseren aan de toppen van kortere stereocilia, zijn nodig voor het onderhoud van haarbundels.Daarom kan Eps8 de lengte van de stereocilia van haarcellen reguleren, wat essentieel is voor een normale gehoorfunctie;Eps8-verwijdering of -mutatie zal leiden tot korte stereocilia, waardoor het geluid niet goed kan worden omgezet in elektrische signalen voor hersenperceptie, wat op zijn beurt leidt tot doofheid..Tegelijkertijd ontdekte medewerker Walter Marcotti, een professor aan de Universiteit van Sheffield, dat haarcellen zich niet normaal kunnen ontwikkelen zonder Eps8.In deze studie werkten Manor en Marcotti samen om te onderzoeken of het toevoegen van Eps8 aan stereociliaire cellen hun functie zou kunnen herstellen en op zijn beurt het gehoor bij muizen zou kunnen verbeteren.Het onderzoeksteam gebruikte de adeno-geassocieerde virus (AAV) vector Anc80L65 om de coderende sequentie met wild-type EPS8 af te leveren in het slakkenhuis van Eps8-/- pasgeboren P1-P2-muizen door injectie met een rond venstermembraan;in cochleaire haarcellen van muizen De functie van stereocilia werd hersteld voordat ze volwassen werden;en het reparatie-effect werd gekenmerkt door beeldvormingstechnologie en meting van stereocilia.De resultaten toonden aan dat Eps8 de lengte van stereocilia verhoogde en de haarcelfunctie in laagfrequente cellen herstelde.Ze ontdekten ook dat de cellen na verloop van tijd hun vermogen leken te verliezen om door deze gentherapie te worden gered.De implicatie is dat deze behandeling mogelijk in utero moet worden toegediend, omdat Eps8-/- haarcellen na de geboorte van de muizen mogelijk volwassen zijn geworden of onherstelbare schade hebben opgebouwd."Eps8 is een eiwit met veel verschillende functies en er valt nog veel te ontdekken," zei Manor.Toekomstig onderzoek omvat onder meer het onderzoeken van het effect van Eps8-gentherapie bij het herstellen van het gehoor in verschillende ontwikkelingsstadia, en of het mogelijk is om de behandelingsmogelijkheden te verlengen.Toevallig publiceerde professor KarenB Avraham van de Universiteit van Tel Aviv in Israël in november 2020 zijn resultaten in het tijdschrift EMBO Molecular Medicine [3], waarbij hij een innovatieve gentherapietechnologie gebruikte om een ​​onschadelijk synthetisch adeno-geassocieerd virus AAV9-PHP te creëren.B, Het gendefect in de haarcellen van Syne4-/- muizen werd gerepareerd door een virus met de coderende sequentie van Syne4 in het binnenoor van muizen te injecteren, waardoor het de haarcellen kon binnendringen en het meegevoerde genetische materiaal kon vrijgeven, waardoor ze konden rijpen en normaal functioneren (zoals in Fig. 2).

goed (2)

Fig. 2.Schematische weergave van de anatomie van het binnenoor, met een focus op het orgaan van Corti en de cellulaire functie van nesprin-4.

Het is te zien dat het gebruik van gentherapie om het doel van de behandeling van erfelijke ziekten op genniveau te bereiken door gemuteerde genen voor behandeling in te voegen, te verwijderen of te corrigeren (dat wil zeggen het beheersen van de genetische veranderingen in de ziekte) een hoog klinisch effect heeft.sollicitatie vooruitzichten.De huidige gentherapiemethoden voor genetisch deficiënte doofheid kunnen worden onderverdeeld in de volgende categorieën:

gen vervanging

Genvervanging is misschien wel de meest "ongecompliceerde" vorm van gentherapie, gebaseerd op het identificeren en vervangen van een defect gen door een normale of wildtype kopie van het gen.Eerste succesvolle onderzoek naar gentherapie in het binnenoor voor gehoorverlies veroorzaakt door deletie van het vesiculaire glutamaattransporter 3 (VGLUT3)-gen;AAV1-gemedieerde afgifte van exogene VGLUT3-overexpressie in haarcellen van het binnenoor (IHC's) Kan resulteren in aanhoudend gehoorherstel, gedeeltelijk herstel van de synaptische morfologie van het lint en convulsieve reacties [4].In de voorbeelden, waaronder de twee AAV-geleverde genvervangingen die in de inleiding hierboven zijn beschreven, is het echter belangrijk op te merken dat de muismodellen die worden gebruikt voor bepaalde typen erfelijke gehoorverliesstoornissen door gendeletie tijdelijk verschillen van die van mensen, en bij P1-muizen bevindt het binnenoor zich in het volwassen ontwikkelingsstadium.Mensen worden daarentegen geboren met een volwassen binnenoor.Dit verschil voorkomt mogelijke toepassing van de muisresultaten bij de behandeling van menselijke erfelijke doofheidsstoornissen, tenzij gentherapie wordt toegediend aan volwassen muizenoren.

Genbewerking: CRISPR/Cas9

Vergeleken met "genvervanging" heeft de ontwikkeling van technologie voor het bewerken van genen het begin gebracht van het behandelen van genetische ziekten vanaf de wortel.Belangrijk is dat de gene editing-methode de tekortkomingen compenseert van traditionele overexpressie-gentherapiemethoden die niet geschikt zijn voor dominante erfelijke doofheidsziekten, en het probleem dat de overexpressie-methode niet lang standhoudt.Nadat Chinese onderzoekers specifiek het Myo6C442Y-mutante allel in Myo6WT/C442Y-muizen hadden uitgeschakeld met behulp van het AAV-SaCas9-KKH-Myo6-g2-genbewerkingssysteem, en binnen 5 maanden na de knock-out, werd de auditieve functie van het model hersteld;tegelijkertijd werd ook waargenomen dat de overlevingskans van haarcellen in het binnenoor was verbeterd, de vorm van de cilia regelmatig werd en de elektrofysiologische indicatoren werden gecorrigeerd [5].Dit is de eerste studie ter wereld waarin CRISPR/Cas9-technologie wordt gebruikt voor de behandeling van erfelijke doofheid veroorzaakt door Myo6-genmutatie, en het is een belangrijke onderzoeksvooruitgang op het gebied van genbewerkingstechnologie voor de behandeling van erfelijke doofheid.De klinische vertaling van behandeling zorgt voor een stevige wetenschappelijke basis.

Leveringsmethoden voor gentherapie

Om gentherapie succesvol te laten zijn, kunnen naakte DNA-moleculen cellen niet effectief binnendringen vanwege hun hydrofiliciteit en negatieve lading van fosfaatgroepen, en om de integriteit van de toegevoegde nucleïnezuurmoleculen te waarborgen, moet een veilige en effectieve methode worden gekozen.Het aangevulde DNA wordt afgeleverd bij de doelcel of het doelweefsel.AAV wordt veel gebruikt als een toedieningsvehikel voor de behandeling van ziekten vanwege het hoge infectieuze effect, de lage immunogeniciteit en het brede tropisme voor verschillende weefseltypen.Op dit moment heeft een grote hoeveelheid onderzoekswerk het tropisme bepaald van verschillende subtypes van AAV ten opzichte van verschillende celtypen in het slakkenhuis van de muis.Het gebruik van AAV-afgiftekenmerken in combinatie met celspecifieke promotors kan celspecifieke expressie bereiken, wat off-target-effecten kan verminderen.Bovendien worden er, als alternatief voor traditionele AAV-vectoren, voortdurend nieuwe synthetische AAV-vectoren ontwikkeld die een superieur transductievermogen in het binnenoor vertonen, waarvan AAV2/Anc80L65 de meest gebruikte is.Niet-virale toedieningsmethoden kunnen verder worden onderverdeeld in fysische methoden (micro-injectie en elektroporatie) en chemische methoden (op lipiden, op polymeren gebaseerde en gouden nanodeeltjes).Beide benaderingen zijn gebruikt bij de behandeling van erfelijke doofheidsstoornissen en hebben verschillende voordelen en beperkingen aangetoond.Naast het afleveringsvehikel voor gentherapie als vehikel, kunnen verschillende benaderingen voor in vivo gentoediening worden gebruikt op basis van verschillende doelceltypen, toedieningsroutes en therapeutische werkzaamheid.De ingewikkelde structuur van het binnenoor maakt het moeilijk om doelcellen te bereiken en de distributie van genoombewerkingsmiddelen is traag.Het membraneuze labyrint bevindt zich in het benige labyrint van het slaapbeen en omvat het cochleaire kanaal, het halfronde kanaal, de utriculus en de ballon.De relatieve isolatie, minimale lymfecirculatie en scheiding van het bloed door een bloed-doolhofbarrière beperken de effectieve systemische toediening van therapieën alleen aan neonatale muizen.Om virale titers te verkrijgen die geschikt zijn voor gentherapie, is directe lokale injectie van virale vectoren in het binnenoor noodzakelijk.Gevestigde injectieroutes omvatten [6]: (1) rondvenstermembraan (RWM), (2) tracheostomie, (3) endolymfatische of perilymfatische cochleostomie, (4) rondvenstermembraan plus buisfenestratie (CF) (zoals in Fig. 3).

goed (3)

Afb3.Levering van gentherapie aan het binnenoor.

Hoewel er veel vooruitgang is geboekt in gentherapie, op basis van klinische translationele doelen, moet er nog meer werk worden verzet voordat gentherapie een eerstelijnsbehandelingsoptie kan worden voor patiënten met genetische ziekten, vooral bij de ontwikkeling van veilige en effectieve vectoren en toedieningsmethode.Maar we geloven dat dit soort behandelingen in de nabije toekomst een hoofdbestanddeel van gepersonaliseerde therapie zullen worden en een enorm positieve invloed zullen hebben op het leven van mensen met genetische aandoeningen en hun families.

Foregene heeft ook een high-throughput screeningkit voor gerichte genen gelanceerd, die snel is en reverse transcriptie en qPCR-reacties kan uitvoeren zonder RNA-extractie.

Productkoppelingen

Cell Direct RT-qPCR-kit—Taqman/SYBR GREEN I

Voor meer productinformatie kunt u contact opnemen met:

overseas@foregene.com


Posttijd: 02-09-2022