柏林实验和临床研究中心的研究人员正在基因编辑的帮助下开发一种针对肌肉萎缩症的靶向治疗方法。由Spuler实验室领导的临床前研究发表在《自然通讯》杂志上，为首次人体临床试验铺平了道路。
实验与临床研究中心（ECRC）的研究人员开发了一种很有前途的基因编辑方法，旨在恢复一种蛋白质的功能，这种蛋白质对肌肉萎缩症患者的肌肉修复和再生至关重要。ECRC是马克斯·德尔布尔中心（Max delbrck Center）和柏林慈善基金会的联合机构。
dysferlin蛋白主要负责修复细胞膜。编码异铁蛋白的基因发生某些突变的人会患上肌肉萎缩症——这是一组肌肉萎缩疾病，影响着全世界成千上万的人。
ECRC肌肉实验室的Simone Spuler教授和她的团队在Helena Escobar博士的带领下，成功地从两名患有肢带肌萎缩症的患者身上取出了肌肉干细胞，纠正了基因错误，并在细胞培养中恢复了功能异常蛋白。在这种疾病的新小鼠模型中，他们用同样的方法收集细胞，对它们进行编辑，并将校正后的细胞移植回老鼠体内，老鼠的蛋白质功能得到恢复，肌肉开始再生。
发表在《自然通讯》（Nature Communications）上的临床前研究结果，给了研究小组继续进行人体临床试验的信心。这将涉及从患者身上提取肌肉细胞，在实验室对其进行编辑，然后将患者自己的细胞移植回目标肌肉中。研究人员指出，这种疗法并不能完全治愈，它将局限于一块或两块肌肉。
Spuler说：“我们的身体有600多块肌肉，要瞄准所有的肌肉并不容易。”“我们一开始非常谦虚，只针对一两块肌肉。但如果这种疗法有效，它将治愈肌肉。”
近20年来，Spuler和她的合作者一直在努力了解异常蛋白，它在肌肉萎缩症中的作用，以及治疗这些罕见但毁灭性的遗传性疾病的方法。在肢带肌营养不良的情况下，肌肉退化是进行性的，年轻人失去行走和正常使用手臂和手的能力。
“你从十几岁的优秀运动员变成了40岁坐在轮椅上的人，”斯普勒说，她在ECRC的门诊诊所亲眼看到了她的病人。
Escobar是第一篇论文的作者，也是Spuler实验室的分子生物学家，他一直在研究从患者身上收集肌肉干细胞并使用基因编辑工具来修复突变的方法。
“我们从一个更常见的突变开始，这样我们就可以帮助尽可能多的病人，”埃斯科瓦尔说。
为了修复异常生长素突变，埃斯科瓦尔使用了CRISPR-Cas9，这种技术通常被称为“基因编辑剪刀”，并因此在2020年获得了诺贝尔奖。分子剪刀沿着DNA分子被引导到一个精确的位置，然后切割它，迫使细胞修复DNA。其目的是在修复过程中纠正突变，从而产生正常功能的基因。研究人员在几个细胞模型中测试了他们的编辑系统，结果都非常相似：成功率高，意外后果最小。
值得注意的是，编辑并没有产生与期望的基因序列完全匹配的结果，并且在生成的dysferlin蛋白中有四个变化。该团队与Max delbck中心膜相关过程结构生物学实验室负责人Oliver Daumke教授合作，对这些变化进行了彻底的分析。
“即使有这四个变化，生成的蛋白质在功能上与野生型非常相似，这是我们在健康个体中看到的版本。它沿着受损的细胞膜定位，肌肉再生，”埃斯科瓦尔说。
作为该项目的一部分，研究人员与Max delbrck中心基因组工程与疾病模型实验室的负责人Ralf Kühn博士合作开发了一种新的小鼠模型。小鼠模型密切模仿特定的异铁蛋白突变和由此产生的疾病，并使研究人员能够评估完整的治疗方法是如何起作用的——取出肌肉干细胞，纠正它们，然后将细胞移植回来。他们特别想知道免疫系统是否会排斥这些细胞或攻击产生的异常酪蛋白。
Spuler说：“我们没有看到对移植细胞或产生的蛋白质的免疫反应，这很有希望将其用于临床试验。”
该团队目前正在寻求资金，以开展第一次人体临床试验。如果试验成功了，它还需要很多年才能被广泛使用。
Simone Spuler和Helena Escobar是人类肌肉干细胞基因编辑专利申请的共同发明人。Spuler是MyoPax GmbH和MyoPax Denmark ApS的联合创始人。这项研究由吉塞拉·克雷布斯基金会资助。
