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合成生物学编码“基因回路”MIT技术革新肿瘤免疫疗法

归档日期:11-29       文本归类:加工场所      文章编辑:爱尚语录

  基因疗法经过多年发展,近年已成为生物技术研究中最热门的领域之一。有些基因疗法通过提供健康基因替代突变基因来起作用,如Spark Therapeutics的眼药Luxturna;有些基因疗法则是通过沉默引起疾病的基因起作用,如Alnylam Pharmaceuticals的RNA干扰疗法Onpattro。但是用这些疗法来控制基因表达时,在治疗强度和时机方面都比较具有挑战性,特别当作用机制的核心是RNA时。

  近日,麻省理工学院(MIT)的研究者发明了一种通过基因“回路”来控制RNA的方法,他们认为这发明有潜力确保患者获得所需剂量的治疗性蛋白质,并已经将这种方法应用于改进肿瘤免疫疗法。论文发表在《自然》子刊《Nature Chemical Biology》上。

  信使RNA(mRNA)在基因治疗中具有许多优势。它将遗传信息从DNA传递到核糖体,以指导蛋白质表达。它的寿命有限,而且与DNA不同的是,mRNA不会永久地整合到细胞基因组中,因此吸引着研究者和投资者的关注和热情。

  在这项研究中,MIT的研究者应用合成生物学技术来编码合成的“DNA回路”。该回路转录后由单链RNA组成,携带治疗性蛋白质以及RNA结合蛋白的遗传信息。

  “由于复制的动态性,人们可以调整回路,以允许不同的蛋白质在不同的时间表达,所有这些都表达自同一条RNA链,”该研究的主要作者Jacob Becraft博士说。

  这些RNA结合蛋白充当着基因转录的“开关”,可以通过小分子药物来打开或关闭。研究显示,利用抗生素强力霉素(doxycycline),可以抑制、促进或延长RNA基因的表达,因为它可以稳定或破坏RNA与结合蛋白之间的相互作用。这些控制机制有助于构建“开”,“关”和双输出开关,具有治疗应用的潜力,例如诱导型的肿瘤免疫疗法。

  MIT的合成生物学家已经深谙“基因回路”这一概念。由MIT的科学家Timothy Lu博士协同创立的Senti Bio公司正在致力为细胞疗法添加基因回路,以便让它们能够感知肿瘤微环境并定位肿瘤,从而引发局部免疫反应。Lu博士和同事之前已经将电路概念 “与门”(AND gate)改编为基因回路。在肿瘤治疗应用方面,该技术可以在仅仅同时存在两种肿瘤生物标志物时才激活疗法,让靶向的目标更精确,副作用更低。

  Becraft博士及同事认为,他们的发明可以使基因治疗更安全,更精确。他们已经成立了一家名为Strand Therapeutics的公司,以图用这种方法改进肿瘤免疫治疗。他们计划开发的RNA回路能够刺激免疫细胞,让其特异性攻击已扩散到身体难以达到部位的肿瘤。

  “我们的目标是引发一种免疫反应,能够在整个身体内寻找和治疗其余的转移灶,”Becraft博士说:“如果你能够治疗癌症的一个部位,那么你的免疫系统会解决其余部分,因为身体现在已经建立了针对该肿瘤的免疫反应。”

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