米兰圣拉斐尔Telethon基因治疗研究所（SR-Tiget）的科学家发现，使用CRISPR-Cas9结合AAV6载体进行基因编辑，可能会触发血液干细胞的炎症和衰老样反应，损害其长期再生血液系统的能力。该研究发表于Cell Reports Medicine，概述了克服这一障碍的新战略，提高了基于基因编辑的遗传性血液疾病治疗的安全性和有效性。
该研究由SR-Tiget小组组长、纽约干细胞基金会Robertson研究员、Pavia高等研究院（IUSS）副教授Raffaella Di Micco博士领导，与SR-Tige主任Luigi Naldini教授和几个欧洲研究伙伴合作。
揭示衰老是基因编辑中的一个潜在挑战基于同源定向修复（HDR）的造血干细胞和祖细胞（HSPCs）基因编辑在遗传性血液病的治疗中具有巨大的前景。尽管在基于HDR的基因编辑方面取得了重大进展，但将这些方法转化为患者安全有效的临床治疗仍然是一个重大挑战。虽然该技术在实验室环境中显示出强大的潜力，但事实证明，在不损害人类造血干细胞功能的情况下，实现可靠、持久的结果确实很困难。SR-Tiget的Di-Micco团队发现，CRISPR-Cas9编辑，尤其是使用AAV6载体传递修复模板时，激活了由p53和IL-1/NF-κB通路驱动的强烈DNA损伤反应（DDR）和炎症信号。这导致炎症以及一种衰老状态，降低移植后编辑细胞的再生能力。
SR-Tiget小组组长Raffaella Di Micco博士说：“我们发现，一部分经基因检测的造血干细胞显示出过早衰老的迹象。这降低了他们在移植后再生血细胞的能力，从而限制了基因治疗。"
该研究的第一作者、Di Micco博士实验室的项目负责人Anastasia Conti博士说：“我们对移植后数月内衰老样特征的持续存在感到惊讶。我们的发现表明，干细胞保留了基因工程过程的记忆。这些不良反应不仅是短暂的应激反应，还可能导致干细胞功能的持续损害。”
缓解衰老，实现基因工程细胞的卓越性能为了抵消这种不利影响，研究人员测试了两种互补策略：暂时抑制p53和使用消炎药药物，尤其是Anakina，一种临床批准的IL-1受体拮抗剂。
“这两种方法都显著降低了编辑过的HSPC中的衰老标记物，并提高了它们在临床前模型中再生健康多样血液系统的能力。重要的是，Anakina还减少了潜在的基因毒性事件，例如大的缺失和移位，这表明与单独抑制p53相比，Anakinra更安全。”
“我们的研究表明，在基因编辑过程中调节炎症和衰老相关反应可以保持编辑后的造血干细胞的适合性，并能够长期实现更稳定的多克隆造血重建。这些发现有助于解释最近在基于HDR的基因编辑的临床试验中观察到的血液干细胞失败案例，为提高疗效提供了具体途径。
Di Micco博士总结道：“对于需要长期矫正和干细胞移植的疾病，如免疫缺陷或骨髓衰竭综合征，所提出的策略可能特别有价值。”
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