"Cell-Tweaking" -Technik bietet Behandlungshoffnung für "Bubble-Boy-Krankheit" SCID

Eine neue Stammzellstudie bietet Hoffnung für Kinder, die mit schwerer kombinierter Immunschwächekrankheit und anderen tödlichen genetischen Blutkrankheiten geboren wurden.
Es ist möglich, die angepassten Stammzellen in einen SCID-Patienten zu implantieren.
Bildnachweis: Salk Institute

Die schwere kombinierte Immunschwächekrankheit (SCID) - früher als "Bubble-Boy-Krankheit" bezeichnet - ist eine Gruppe seltener, lebensbedrohlicher Erkrankungen, die durch Gendefekte verursacht werden, die verhindern, dass das Knochenmark wichtige Immunzellen namens T- und Natural Killer (NK) -Zellen bildet .

Laut den Zentren für Krankheitskontrolle und Prävention (CDC) ist die jährliche Inzidenz von SCID 1 Fall pro 40.000-100.000 Lebendgeburten oder etwa 40-100 neue Fälle bei Babys in den USA jedes Jahr.

Kinder mit SCID können selbst die mildesten Keime nicht bekämpfen; Sogar eine Ohrinfektion kann sie töten.

Sie müssen oft in isolierten, sterilen Umgebungen leben und viele sterben vor ihrem zweiten Geburtstag.

In einigen Fällen können Kinder mit SCID, wenn sie behandelt werden, bevor die Infektion einsetzt und eine Knochenmarktransplantation erfolgreich ist, aufwachsen, zur Schule gehen und in den meisten Fällen ein fast normales Leben führen.

Gesunde NK-Immunzellen, die aus von SCID stammenden Stammzellen gezüchtet wurden

In der Zeitschrift ZellstammzelleForscher des Salk Institute for Biological Studies in La Jolla, CA, beschreiben, wie sie erstmals im Labor aus genveränderten Stammzellen, die aus den Zellen eines SCID-Patienten stammen, gesunde NK-Immunzellen züchten.

Während sie sich noch im Vorstadium befindet, glauben sie, dass ihre Technik die Möglichkeit bietet, die "angepassten Zellen" in einen Patienten zu implantieren, damit sie ein komplettes Immunsystem erzeugen können.

Eine solche Option wäre ein großer Schritt vorwärts. Es gibt derzeit keine Heilung für SCID, und aktuelle Behandlungen - die auf Knochenmarktransplantationen oder Gentherapie beruhen - funktionieren nicht immer.

Senior Autor Inder Verma, Salk Professor und American Cancer Society Professor für Molekularbiologie, sagt:

"Diese Arbeit zeigt eine neue Methode, die zu einer effektiveren und weniger invasiven Behandlung dieser verheerenden Krankheit führen könnte. Sie könnte auch das Fundament für die Heilung anderer tödlicher und seltener Blutkrankheiten legen."

Die Gentherapie war vielversprechend für die Behandlung von SCID. Diese Methode, die in den 1990er Jahren erprobt wurde, verwendete Virusbits, um die richtigen Gene an Zellen zu liefern, die im Knochenmark des Patienten wachsen.

Zunächst schien diese Art von Gentherapie zu funktionieren, aber die Art, wie die Gene hinzugefügt wurden, führte schließlich bei einigen Patienten zu Leukämie.

Seither wurden andere Gentherapie-Methoden auf der Basis von Knochenmarktransplantationen entwickelt und sind wirksam, aber normalerweise nur bei Patienten mit leichten Formen von SCID. Es ist auch eine sehr schwierige Operation an sehr kranken Babys durchzuführen.

Team verwendete neue Gen-Editing-Technologie, um einen einzelnen Fehler im Gen zu korrigieren

Für ihre Studie konzentrierte sich das Team auf X-chromosomale schwere kombinierte Immunschwäche oder X-SCID - eine Form der Krankheit, die zu einem sehr schlecht funktionierenden Immunsystem führt.

Sie generierten Stammzellen aus den Zellen eines verstorbenen australischen Patienten mit X-SCID und verwendeten eine sehr präzise Technik, um nur eine Korrektur des fehlerhaften Gens in den Stammzellen vorzunehmen, bevor sie dazu gebracht wurden, neue, gesunde Immun-NK-Zellen zu züchten.

Der von ihnen entwickelte Prozess besteht aus drei Phasen: Reversion der Zellen des Patienten in induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs), Verwendung einer neuen Gen-Editing-Technologie zur Korrektur des genetischen Defekts in den iPS-Zellen und - mit Hilfe einer Mischung aus Nährstoffen und andere Faktoren - die iPSCs veranlassen, NK-Zellen zu erzeugen.

Die iPSCs sind wie embryonale Stammzellen. Sie haben die Fähigkeit, sich in jede Art von Gewebezelle zu verwandeln und sind vielversprechend für die regenerative Medizin.

Die Gen-Editing-Technologie, die die Forscher verwendeten - genannt TALEN - verwendet Enzyme, die wie molekulare Scheren arbeiten, um ein Gen zu entfernen und einzelne "Buchstaben" im DNA-Code zu ersetzen, um die Mutation zu korrigieren.

Die Gen-edited iPSCs zu veranlassen, um die notwendigen Immunzellen zu erzeugen, ist kein einfacher Prozess, sagen die Autoren, aber es hat das Potential, wenn es in Stufen getan wird, eine unbegrenzte Versorgung in den Patienten zurückverpflanzen zu lassen.

Der Erstautor und Salk-Postdoktorand Dr.Tushar Menon erklärt die Attraktivität ihres Ansatzes:

"Im Gegensatz zu herkömmlichen Gentherapiemethoden geben wir einem Patienten nicht ein ganz neues Gen, das unerwünschte Nebenwirkungen verursachen kann. Wir verwenden TALEN-basierte Genombearbeitung, um nur ein Nukleotid in einem Gen zu verändern, um den Mangel zu korrigieren. Die Technik ist buchstäblich so genau. "

Im folgenden Video beschreibt das Team, was sie in der Studie getan haben:

Die Forscher arbeiten nun daran, ihre Technik zu erweitern, um die andere wichtige fehlende Komponente in X-SCID - vitale Immun-T-Zellen - zu produzieren. Sie haben es geschafft, die iPSCs dazu zu bringen, Vorläufer von T-Zellen zu werden, die sie jedoch noch nicht zur Reife bringen konnten.

Einige der Mittel für die Studie kamen von Sanofi Aventis, Ipsen / Biomeasure, dem Leona M. und Harry B. Helmsley Charitable Trust, der H. N. und Frances C. Berger Foundation und dem California Institute for Regenerative Medicine.

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