CNSH lĩnh vực khác
CRISPR-Gold có khả năng sửa sai đột biến gây bệnh loạn dưỡng cơ Duchenne ở chuột
(sciencedaily.com - 25/11/2018):


Các nhà khoa họcthuộc Đại học California, Berkeley đã phát triển một kỹ thuật để đưa công nghệchỉnh sửa gene CRISPR-Cas9 vào bên trong tế bào, và chứng minh rằng kỹ thuậtnày có thể sửa chữa đột biến gây bệnh loạn dưỡng cơ Duchenne trên mô hìnhchuột. Một nghiên cứu mới chỉ ra rằng khi tiêm CRISPR-Gold vào chuột bị loạndưỡng cơ Duchenne thì tỉ lệ điều trị trúng đích đạt cao hơn 18 lần, và chuộtthử nghiệm tăng gấp đôi sức bền so với chuột đối chứng.

Từ năm 2012, khiJennifer Doudna, đồng tác giả của nghiên cứu, Giáo sư Sinh học Phân tử Tế bào,Giáo sư Sinh hóa tại Đại học California, Berkeley và đồng nghiệp EmmanuelleCharpentier, thuộc Viện Sinh học Bệnh nhiễm Max Planck, tìm cách sử dụngprotein Cas9 như một công cụ chỉnh sửa gene với chi phí thấp, chính xác và tiệndụng, các nhà nghiên cứu hi vọng rằng ngày nào đó liệu pháp điều trị dựa trênCRISPR-Cas9 sẽ tạo một cuộc cách mạng trong việc chữa trị các bệnh di truyền.Sự phát triển các liệu pháp chữa trị bệnh di truyền hiện vẫn là thách thức lớntrong y học bởi vì hầu hết các bệnh di truyền chỉ có thể được chữa trị nếunhững đột biến gene gây bệnh được phục hồi về trạng thái bình thường, và điềunày là không khả thi đối với các liệu pháp chữa trị thông thường.

Tuy nhiên,CRISPR-Cas9 có thể chỉnh sửa gene đột biến bằng cách cắt đoạn DNA đột biến vàkích hoạt cơ chế sửa sai DNA (homology-directed DNA repair). Tuy nhiên, cácbiện pháp đưa tất cả các thành phần thiết yếu của hệ thống CRISP-Cas9 (Cas9,RNA hướng dẫn, và DNA bổ trợ) vào trong tế bào một cách an toàn cần được nghiêncứu cẩn thận trước khi các liệu pháp chữa trị dựa trên CRISPR-Cas9 được ứngdụng. Một kĩ thuật phổ biến dùng để chuyển CRISPR-Cas9 vào tế bào là sử dụngvirus, nhưng kỹ thuật này gặp phải một số vấn đề phát sinh phức tạp trong khiCRISPR-Gold không cần sử dụng virus.

Trong một nghiêncứu được thực hiện bởi các Giáo sư Công nghệ Sinh học Niren Murthy và IrinaConboy tại Berkeley, chứng minh rằng cách tiếp cận mới của họ, CRISPR-Gold, vớicác phân tử nano vàng là thành phần chính của phức hợp, có khả năng chuyểnprotein Cas9, RNA hướng dẫn và DNA bổ trợ vào trong tế bào để sửa chữa các độtbiến gene.

Murthy phátbiểu: “CRISPR-Gold là ví dụ đầu tiên về công cụ vận chuyển tất cả thành phầncần thiết của hệ thống CRISPR cho việc chỉnh sửa các đột biến gene mà không cầndùng đến virus”.

Nghiên cứu nàyđược công bố vào ngày 02/10/2017 trên tạp chí Nature Biomedical Engineering.

CRISPR-Gold sửasai các đột biến DNA theo cơ chế sửa sai DNA tương đồng. Các nhà khoa học đãthảo luận về việc phát triển liệu pháp dựa trên cơ chế sửa sai DNA tương đồngbởi vì CRISPR cần hoạt động trong cùng một không gian và thời gian khi proteinCas9 và RNA hướng dẫn nhận biết đột biến và DNA bổ trợ giúp sửa đột biến.
Để vượt qua những thách thức này, các nhà khoahọc Berkeley đã phát minh một dạng “túi chứa” có thể chứa tất cả các thành phầncủa hệ thống CRISP/Cas9, sau đó phóng thích chúng khi “túi chứa” ở bên trong tếbào, kích hoạt cơ chế sửa sai DNA. Phân tử nano vàng của CRISPR-Gold bao bọcDNA bổ trợ đồng thời gắn với Cas9. Khi tiêm vào chuột, các tế bào chuột sẽ nhậnbiết các marker trên CRISPR-Gold và sau đó thu nhận vào ống dẫn truyền. Sau đó,thông qua các cơ chế tế bào, CRISPR-Gold được phóng thích vào màng tế bào và mởvỏ bọc, nhanh chóng phóng thích Cas9 và DNA cho.

Một liều tiêmCRISPR-Gold vào mô cơ của mô hình chuột loạn dưỡng cơ Duchenne đã phục hồi 5,4%gen đột biến gây bệnh trở thành dạng bình thường. Tỉ lệ phục hồi này cao hơnkhoảng 18 lần trong chuột xử lí với Cas9 và DNA cho, trước đây tỉ lệ phục hồichỉ có 0,3%.

Điểm đáng chú ýtrong nghiên cứu của tác giả là CRISPR-Gold phục hồi một cách chính xác trìnhtự dystrophin trở thành bình thường. Điều này là bước cải tiến quan trọng sovới các phương pháp đã công bố trước đây chỉ có thể loại bỏ phần gen hư hỏngkhiến cho nó trở nên ngắn hơn và chuyển thành bệnh khác hoặc bệnh nhẹ hơn.
CRISPR-Gold có khả năng giảm chứng xơ hóa cơ,dấu hiệu của các bệnh liên quan đến hoạt động chức năng không bình thường củacơ, hơn nữa, CRISPR-Gold còn giúp tăng sức mạnh và khả năng vận động của chuộtloạn dưỡng cơ Duchenne. Những con chuột được điều trị bằng CRISPR-Gold cho thấycó sự gia tăng gấp đôi thời gian hoạt động trong thử nghiệm thông thường về sứcmạnh và sự nhanh nhẹn của chuột so với chuột đối chứng.
Murthy cho rằng “Những thí nghiệm này cho thấykhả năng phát triển các liệu pháp CRISPR không sử dụng vi rút mà vẫn có thểchỉnh sửa đột biến gen một cách chính xác và an toàn thông qua cơ chế sửa saiDNA tương đồng, chỉ đơn giản phát triển phân tử nano có thể đồng thời bao bọctất cả các thành phần của CRISPR”.

Nghiên cứu chothấy phương pháp CRISPR-Gold vận chuyển protein Cas9 an toàn hơn việc sử dụngvi rút để vận chuyển CRISPR, phương pháp sử dụng vi rút có thể gây độc và gâyra các tác dụng không mong muốn của Cas9 do sự biểu hiện liên tục enzyme cắtDNA. Khi nhóm nghiên cứu kiểm tra khả năng chỉnh sửa gen trong chuột, họ pháthiện CRISPR-Gold chỉnh sửa chính xác đột biến DNA gây ra bệnh loạn dưỡng cơDuchenne và giảm thiểu tối đa sự tổn thương DNA.

Các nhà nghiêncứu đã định lượng sự tổn thương DNA không phải mục tiêu của CRISPPR-Gold, kếtquả cho thấy mức độ tổn thương gần như độ sai sót trong trình tự DNA thôngthường trong tế bào bình thường không xử lí với CRISPR (từ 0,005% đến 0,2%). Đểkiểm tra khả năng gây miễn dịch, số liệu cytokine trong máu chuột được phântích trong 24 giờ và hai tuần sau khi tiêm CRISPR-Gold. CRISPR-Gold không dẫnđến việc tăng cường điều hòa các cytokine trong huyết tương gây phản ứng viêmcấp tính hoặc sụt cân sau nhiều lần tiêm. Điều này chứng tỏ rằng CRISPR-Gold cóthể được sử dụng nhiều lần một cách an toàn và là một liệu pháp có tiềm năngcao trong việc chỉnh sửa gen ở mô cơ.

Coonboy phátbiểu: “CRISPR-Gold và rộng hơn là phân tử nano CRISPR mở ra một hướng mới chocông cụ chỉnh sửa gen an toàn, kiểm soát chính xác quá trình vận chuyển. Về lâudài, những kĩ thuật này có thể phát triển thành thuốc mới chữa trị loạn dưỡngcơ Duchenne và các bệnh di truyền khác.”

Một thử nghiệmlâm sàng là việc cần quan tâm để chứng minh liệu CRISPR-Gold có thể là mộtphương pháp điều trị hiệu quả các bệnh di truyền ở người hay không. Đồng tácgiả Kunwoo Lee và Hyo Min Park đã thành lập một công ty khởi nghiệp GenEdit tậptrung chuyển giao ứng dụng công nghệ CRISPR-Gold trên người. Phòng thí nghiệmMurthy và Conboy cũng hoạt động trên thế hệ tiếp theo của phân tử có thể vậnchuyển CRISPR đến mô theo dòng máu và sẽ tập trung vào mục tiêu các tế bào gốctrưởng thành, các tế bào gốc này là mục tiêu tốt nhất để chữa trị gen vởi vìcác tế bào gốc tự thân có khả năng chỉnh sửa gen, tự làm mới và biệt hóa.
Murthy cho biết: “Các bệnh di truyền có thể gâytử vong và phương pháp mới để chữa trị là rất cần thiết. CRISPR-Gold có khảnăng chỉnh sửa các bệnh gây ra do đột biến gen in vivo, bằng phương thức vận chuyển proteinCas9, RNA hướng dẫn và DNA cho mà không sử dụng vi rút, và vì thế có tiềm năngđể phát triển thành liệu pháp chữa trị cho các bệnh di truyền.”

 

 
Tin tức khác
Gen có liên quan đến bệnh Alzheimer thông qua sử dụng CRISPR
Chuột con được sinh ra từ bố mẹ cùng giới tính
Khám phá cơ chế hoạt động của loại protein liên quan đến ung thư và tự kỷ
Vi khuẩn xây dựng tơ nhện sinh học tổng hợp bằng cách kết hợp protein
Thử nghiệm thành công giai đoạn đầu vắcxin mới phòng HIV/AIDS
Thông báo
Thông báo chuẩn bị hồ sơ đăng ký giao trực tiếp thực hiện từ năm 2019 thuộc Chương trình CNSH
Thông báo số 1: Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc – Khu vực phía Nam lần thứ II năm 2011
Quyết định 490/QĐ-BNN-KHCN điều chỉnh cá nhân chủ trì đề tài thuộc “chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và ptnt đến năm 2020”.
THÔNG BÁO TUYỂN CHỌN TỔ CHỨC VÀ CÁ NHÂN CHỦ TRÌ NHIỆM VỤ KH&CN
Kết quả khảo nghiệm đánh giá an toàn sinh học đối với đa dạng sinh học và môi trường
Văn bản mới
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thông báo giao trực tiếp tổ chức, cá nhân thực hiện nhiệm vụ KHCN...
Quyết định 490/QĐ-BNN-KHCN điều chỉnh cá nhân chủ trì đề tài thuộc “chương trình trọng điểm phát triển...
Quyết định phê duyệt danh mục nhiệm vụ khoa học và công nghệ đưa vào tuyển chọn, giao trực tiếp bắt đầu...
Về việc cấp bằng bảo hộ giống cây trồng mới (kèm danh mục)
Bổ sung 71 chỉ tiêu tuyển sinh đào tạo thạc sĩ năm 2011 cho Trường Đại học Lâm nghiệp
Về việc giao dự toán NSNN năm 2011(Kinh phí bổ sung sự nghiệp khoa học Công nghệ năm 2011- nhiệm vụ cấp...
Giao dự toán ngân sách nhà nước năm 2011 (đợt 4) Kinh phí xử lý sự cố đê điều năm 2011 (Phụ lục kèm theo)
Tài Liệu mới
Rút ngằn thời gian vi nhân giống lan hồ điệp
Công nghệ sinh học trong nông nghiệp
Ảnh hưởng của các yếu tố sinh học lên sự nảy mầm
Kỹ thuật trồng hoa lan Mokara
Liên kết Website
Vụ khoa học công nghệ và môi trường bộ NN và PTNT
Viện công nghệ sinh học
Bộ nông nghiệp vf phát triển nông thôn
Agbiotech Việt Nam
Báo Nhân Dân
Trung tâm Khuyến nông Quốc gia
Thống kê truy cập
Số người đang online: 74
Tổng số lượt truy cập: 672355
Ngân hàng Nông nghiệp và phát triển nông thôn
Copyright © 2011 Văn phòng Công nghệ sinh học - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
Địa chỉ : Số 02 Ngọc Hà, Ba Đình, Hà Nội. Điện thoại : (024) 38436817 - Fax: (024) 38433637
Email: webmaster@agrobitotech.gov.vn. Web site: www.agrobiotech.gov.vn