Forscher haben einen Weg entwickelt, zerstörte Zellen zu reparieren; dies ist eine Schritt vorwärts in Richtung Gentherapie. Die Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, das umgedrehte Segment der menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs) zu korrigieren und es durch die Verwendung eines Transcription Activator-Like Effector Nucleases (TALEN) [molekulares Skalpell] in seine normale Ausrichtung zurückzuführen. Das Forscherteam, das sich aus Wissenschaftlern der Yonsei University Medical School und des Institute for Basic Sciences (IBS) zusammensetzt, hat das Forschungsprojekt durchgeführt. Die Ergebnisse könnten die Tür zur Entwicklung gentherapeutischer Lösungen öffnen.
In der Studie über DNA-Sequenzen in menschlichen Genen wurden vielfach Chromosomumkehrungen sowie Auslassungen oder Wiederholungen gefunden. Diese strukturellen Variationen können Krankheiten verursachen.
Hämophilie A, eine der häufigeren genetischen Blutkrankheiten, wird durch verschiedene Mutationen des Blutkoagulationsfaktor-F8-Gens verursacht. Am häufigsten sind zwei unterschiedliche Arten chromosomaler Inversionen, bei denen ein Teil des F8-Gens involviert ist.
Die Forscher nutzten ein TALEN-Paar, um ein chromosomales Segment umzudrehen und spannten einen Teil des F8-Gens in menschliche induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs), um eine Hämophilie A-Modell-Zelllinie zu erzeugen. Dann haben sie unter Verwendung desselben TALEN-Paars das verdrehte Segment wieder in seine normale Ausrichtung in der Modell-iPSCs zurückgebracht. Anschließend haben sie die Nachweisbarkeit des Blutkoagulationsfaktors F8 mRNA in den Zellen bestätigt, die aus den umgedrehten iPSCs-Linien stammten.
TALEN ist eine der „genetischen Scheren“ und ein nützliches Instrument zur Erzeugung von Genmutationen. Genetische Scheren können ein spezifisches Fragment des Genoms buchstäblich ausschneiden, was nachfolgend gelöscht werden kann, während andere Gene an der Stelle der gelöschten Fragmente eingesetzt werden können.
Erstmals wurde herausgefunden, dass genetische Scheren oder TALEN zur Umwandlung chromosomaler Segmente der menschlichen iPSCs sowie zur Rückumkehrung der Segmente in ihren Normalzustand verwendet werden könnten.
Die Medizinergemeinschaft hatte hohe Erwartungen, dass die menschlichen iPSCs zur Entwicklung gentherapeutischer Arzneimittel eingesetzt werden könnten, da sie die Immunabwehr verhindern können. Diese Untersuchung wird als Durchbruch betrachtet, weil die Wissenschaftler einen Weg gefunden haben, die Mutationen umzukehren, die durch die Verkehrung chromosomaler Segmente mittels der Verwendung von TALEN verursacht wurden. Dies öffnet die Tür für die Entwicklung von Möglichkeiten zur Behandlung genetischer Krankheiten und von gentherapeutischer Medizin.
„Mittel- und langfristig ist es unser Ziel, gentherapeutische Medikamente zu entwickeln, um genetische Fehlsteuerungen in den menschlichen iPSCs von Patienten mit Hämophilie zu behandeln“, sagte ein führender Forscher des Teams.
Die Forschung wurde mit Unterstützung von Bio- und Medizintechnologieentwicklungsfonds realisiert, die vom Ministerium für Wissenschaft, ICT und Zukunftsplanung bereitgestellt wurden. Die Ergebnisse wurden in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) am 10. Juni veröffentlicht.
Von Limb Jae-un
Redaktion Korea.net
jun2@korea.kr
Übersetzung: Dr. Stefanie Grote
In der Studie über DNA-Sequenzen in menschlichen Genen wurden vielfach Chromosomumkehrungen sowie Auslassungen oder Wiederholungen gefunden. Diese strukturellen Variationen können Krankheiten verursachen.
Hämophilie A, eine der häufigeren genetischen Blutkrankheiten, wird durch verschiedene Mutationen des Blutkoagulationsfaktor-F8-Gens verursacht. Am häufigsten sind zwei unterschiedliche Arten chromosomaler Inversionen, bei denen ein Teil des F8-Gens involviert ist.
Die Forscher nutzten ein TALEN-Paar, um ein chromosomales Segment umzudrehen und spannten einen Teil des F8-Gens in menschliche induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs), um eine Hämophilie A-Modell-Zelllinie zu erzeugen. Dann haben sie unter Verwendung desselben TALEN-Paars das verdrehte Segment wieder in seine normale Ausrichtung in der Modell-iPSCs zurückgebracht. Anschließend haben sie die Nachweisbarkeit des Blutkoagulationsfaktors F8 mRNA in den Zellen bestätigt, die aus den umgedrehten iPSCs-Linien stammten.
TALEN ist eine der „genetischen Scheren“ und ein nützliches Instrument zur Erzeugung von Genmutationen. Genetische Scheren können ein spezifisches Fragment des Genoms buchstäblich ausschneiden, was nachfolgend gelöscht werden kann, während andere Gene an der Stelle der gelöschten Fragmente eingesetzt werden können.
Die Diagramme zeigen, wie „genetische Scheren“ operieren. Die Forscher haben ein TALEN-Paar entwickelt, um ein chromosomales Segment in die menschliche iPSCs einzubringen, um eine Hämophilie A-Modell-Zelllinie zu erzeugen. Sie haben TALEN dann in ein umgekehrtes Stammsegment eingebracht. Anschließend waren sie in der Lage, die umgekehrten Segmente wieder in den Normalzustand zurückzuverwandeln (Bilder mit freundlicher Genehmigung der „Proceedings of the National Academy of Sciences“).
Erstmals wurde herausgefunden, dass genetische Scheren oder TALEN zur Umwandlung chromosomaler Segmente der menschlichen iPSCs sowie zur Rückumkehrung der Segmente in ihren Normalzustand verwendet werden könnten.
Die Medizinergemeinschaft hatte hohe Erwartungen, dass die menschlichen iPSCs zur Entwicklung gentherapeutischer Arzneimittel eingesetzt werden könnten, da sie die Immunabwehr verhindern können. Diese Untersuchung wird als Durchbruch betrachtet, weil die Wissenschaftler einen Weg gefunden haben, die Mutationen umzukehren, die durch die Verkehrung chromosomaler Segmente mittels der Verwendung von TALEN verursacht wurden. Dies öffnet die Tür für die Entwicklung von Möglichkeiten zur Behandlung genetischer Krankheiten und von gentherapeutischer Medizin.
„Mittel- und langfristig ist es unser Ziel, gentherapeutische Medikamente zu entwickeln, um genetische Fehlsteuerungen in den menschlichen iPSCs von Patienten mit Hämophilie zu behandeln“, sagte ein führender Forscher des Teams.
Die Forschung wurde mit Unterstützung von Bio- und Medizintechnologieentwicklungsfonds realisiert, die vom Ministerium für Wissenschaft, ICT und Zukunftsplanung bereitgestellt wurden. Die Ergebnisse wurden in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) am 10. Juni veröffentlicht.
Unter dem Titel „Targeted inversion and reversion of the blood coagulation factor 8 gene in human iPS cells using TALENs“ wurden die Forschungsergebnisse in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) am 10. Juni veröffentlicht.
Von Limb Jae-un
Redaktion Korea.net
jun2@korea.kr
Übersetzung: Dr. Stefanie Grote
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