Ein Team medizinischer Wissenschaftler an der Catholic University of America in Washington, D.C. hat in Zusammenarbeit mit einem Kollegen von der Purdue University eine Möglichkeit entwickelt, den Bakteriophagen T4 so zu manipulieren, dass er als Vektor für die molekulare Reparatur dient. Über die Studie wird in der Zeitschrift berichtet Naturkommunikation.
Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass viele menschliche Krankheiten auf genetische Mutationen zurückzuführen sind: Mukoviszidose, Down-Syndrom, Sichelzellenanämie und Hämophilie sind nur einige davon. Die Logik legt nahe, dass die Korrektur solcher genetischer Mutationen diese Krankheiten heilen könnte. Daher haben Forscher an der Entwicklung von Gen-Editierungstools gearbeitet, die eine sichere Bearbeitung von Genen ermöglichen.
Eines der vielversprechendsten ist das Gen-Editierungssystem CRISPR. Bei dieser neuen Anstrengung verfolgte das Forschungsteam einen allgemeineren Ansatz zur Lösung des Problems, indem es an der Entwicklung eines Vektors arbeitete, mit dem verschiedene Arten von Werkzeugen zu Zielzellen transportiert und dann in diese eingeführt werden können, damit die Heilungsarbeit beginnen kann.
Der Vektor basiert auf dem T4-Bakteriophagen, einem Virus, von dem bekannt ist, dass es E. coli-Bakterien infiziert. Die Wahl fiel auf seine Sicherheitseigenschaften und seine Größe, was ihn zu einem geeigneten Kandidaten für den Transport relativ großer Nutzlasten macht. Die jüngste Arbeit mit dem Bakteriophagen bestand darin, dem Virus eine Hülle zu verleihen, die es ihm ermöglicht, leichter durch Lipidzellwände zu schlüpfen.
Sie entwickelten außerdem ein CRISPR-System, das problemlos mit T4 verwendet werden konnte, und konstruierten das Virus so, dass es seine Fähigkeit optimierte, eine große Nutzlast zu transportieren, die (zusätzlich zu einem CRISPR-System) große Mengen an DNA, Proteinen, RNA und Biomolekülen umfassen kann.
Bisher hat das Team sein System an spezialisierten menschlichen Zellen in einer Petrischale getestet und festgestellt, dass es wie erhofft funktioniert. Als nächstes planen sie, es mit primären und embryonalen Zellen zu testen und dann mit Tests in Mausmodellen fortzufahren. Das ultimative Ziel besteht natürlich darin, es am Menschen zu testen, wo man hofft, dass es eine Vielzahl von Krankheiten heilen könnte.
Mehr Informationen:
Jingen Zhu et al., Design von auf dem Bakteriophagen T4 basierenden künstlichen viralen Vektoren für die Umgestaltung des menschlichen Genoms, Naturkommunikation (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-38364-1
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