[出典] "Design of efficacious somatic cell genome editing strategies for recessive and polygenic diseases" Carlson-Stevermer J, Das A [..] Saha K. Nat Commun. 2020-12-08. https://doi.org/10.1038/s41467-020-20065-8; [NEWS] "Researchers Design New Strategy for Gene Therapy Development" Wisconsin Institute for Discovery Featured Science. 2020-12-08.
University of Wisconsin-MadisonのK. Sahaが率いる研究グループは今回、これまでに蓄積してきた技術、S1mplex [1], ArrayEdit system [2], およびTransient Puromycin Selection [3]を活用することで、ポンペ病の多重アレル変異をモデルとして、患者由来iPSCにおいて各アレルの変異を精密に修正することに成功した。また、現時点では存在していない前臨床試験モデル動物にかわり、in silicoモデル, Gene Editing Efficacy Model (GETEM), を開発し、最適なゲノム編集戦略の同定を試みた [論文Fig. 1引用右図参照]。
複合ヘテロ接合性変異疾患や多遺伝子性疾患は、理論的には、多重アレルの修正を介して治療可能である。多重アレルを標的とするゲノム編集は、修正の目的とした遺伝型以外の遺伝型を誘導し組織形成の過程で後者が増幅するリスクを伴っている。
University of Wisconsin-MadisonのK. Sahaが率いる研究グループは今回、これまでに蓄積してきた技術、S1mplex [1], ArrayEdit system [2], およびTransient Puromycin Selection [3]を活用することで、ポンペ病の多重アレル変異をモデルとして、患者由来iPSCにおいて各アレルの変異を精密に修正することに成功した。また、現時点では存在していない前臨床試験モデル動物にかわり、in silicoモデル, Gene Editing Efficacy Model (GETEM), を開発し、最適なゲノム編集戦略の同定を試みた [論文Fig. 1引用右図参照]。- 患者由来iPS細胞においてヒト酸性αグルコシダーゼ (GAA)遺伝子の多重アレル変異 (第12染色体のGAA遺伝子における2237 G>Aと1441 delT)を、同一細胞内で、正確に修正し、リソソームのpHとフェノタイプ、およびGAA活性を正常化した。
- iPS細胞から分化させた心筋細胞はGAAを分泌し、共培養したゲノム編集を加えなかった心筋細胞においてもポンペ病の病理であるグリコーゲン蓄積を抑制した。
- GETEMを、のべ47種類のマウス系統を対象とする6種類のゲノム編集因子 (SpyCas9, SpyCas9 via MMEJ, SauCas9, NmeCas9, ABEおよびBE)と4種類のデリバリー法 (プラスミド、AAV, RNP, および脂質ナノ粒子)をカバーする9件の既報実験からのデータで訓練・評価した。
- その結果、GETEMが、in vivo体細胞ゲノム編集を最適化する条件を探索するモデルとして利用可能であるとした。
[参考論文とcrisp_bio記事]
- "Assembly of CRISPR ribonucleoproteins with biotinylated oligonucleotides via an RNA aptamer for precise gene editing" Carlson-Stevermer J [..] Saha K. Nat Commun. 2017-11-23 (Fig. 1 Design of S1mplexes with SpCas9); CRISPRメモ_2017/11/25 [第2項] ビオチン化したssODNをRNAアプタマーを介してCRISPR RNPに結合することで、遺伝子精密編集を実現.
- "High-Content Analysis of CRISPR/Cas9 Gene-Edited Human Embryonic Stem Cells" Carlson-Stevermer J [..] Saha K. Stem Cell Reports. 2016-01-12 (Figure 1. ArrayEdit: an Arrayed, High-Content Platform to Monitor and Isolate Gene-Edited Cells via One-Pot Transcribed Single-Guide RNAs); CRISPR関連文献メモ_2016/01/18 [第2項] ArrayEdit: CRISPR/Cas9でゲノム編集したヒトESCsのハイコンテント・アナリシス（HCA）プラットフォーム
- "Scarless Genome Editing of Human Pluripotent Stem Cells via Transient Puromycin Selection" Steyer B [..] Saha K. Stem Cell Reports. 2018-01-04 (Figure 1 Transient Puromycin Selection Enriches for Precise HDR-Mediated Genome Editing in Pluripotent Stem Cells). CRISPRメモ_2018/01/12 [第1項] スカーレス（scarless）ヒトPSCゲノム編集.
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