Etude découvre thérapie chromosome de corriger grave défaut de chromosome
Les généticiens de l'Ohio, la Californie et le Japon ont uni leurs forces dans une quête pour corriger un chromosome défectueux par la reprogrammation cellulaire. Leur étude, publiée en ligne aujourd'hui dans la revue Nature, a utilisé des cellules souches pour corriger un défaut "chromosome en anneau" avec un chromosome normal. Cette thérapie a la promesse de corriger des anomalies chromosomiques qui donnent lieu à des malformations congénitales, des handicaps mentaux et les limites de croissance.
"Dans l'avenir, il peut être possible d'utiliser cette approche pour prendre cellules d'un patient qui a un chromosome défectueux par plusieurs gènes manquants ou en double et de sauvetage de ces cellules en supprimant le chromosome défectueux et le remplacer par un chromosome normal", a déclaré la haute Auteur Anthony Wynshaw-Boris, MD, PhD, James H. Jewell MD '34 professeur de génétique et président de Case Western Reserve école de médecine Département de Génétique et Génome Sciences et Hôpitaux Universitaires de cas Medical Center.
Wynshaw-Boris a conduit cette recherche alors un professeur en pédiatrie, l'Institut de génétique humaine et le Centre Eli et Edythe Broad de la régénération médecine et de la recherche sur les cellules souches à l'UC, San Francisco (UCSF) avant de rejoindre la faculté à la Case Western Reserve en Juin 2013.
Les personnes atteintes de chromosomes cycliques peuvent afficher une variété d'anomalies congénitales, mais presque toutes les personnes ayant des chromosomes en anneau au moins afficher une petite taille en raison de problèmes avec la division cellulaire. Un chromosome normal est linéaire, avec ses extrémités protégés, mais avec des chromosomes dans le noyau, les deux extrémités du fusible chromosome ensemble, formant un cercle. Cette fusion peut être associé à de grandes délétions terminales, un processus dans lequel des parties des séquences d'ADN chromosomiques ou sont manquants. Ces délétions peuvent entraîner des troubles génétiques désactivations si les gènes de la délétion sont nécessaires pour les fonctions cellulaires normales.
La perspective d'une contre-mesure efficaces a éludé scientifiques - jusqu'à maintenant. L'équipe de recherche internationale a découvert le potentiel de substitution du chromosome en anneau avec un dysfonctionnement fonctionnent de façon appropriée une lors de la reprogrammation des cellules du patient sur les cellules souches pluripotentes induites (CISP). iPSC reprogrammation est une technique qui a été développé par Shinya Yamanaka, MD, PhD, auteur de co-correspondant sur le papier Nature. Yamanaka est un chercheur principal à l'Institut Gladstone UCSF affiliés, professeur d'anatomie à l'UCSF, et le directeur du Centre pour la recherche sur les cellules iPS et application (ACEI) à l'Institut de sciences intégrées cellule-matériau (iCeMS) à l'Université de Kyoto . Il a remporté le prix Nobel de médecine en 2012 pour le développement de la technique de reprogrammation.
Marina Bershteyn, Ph.D., un stagiaire postdoctoral dans le laboratoire Wynshaw-Boris à l'UCSF, avec Yohei Hayashi, Ph.D., un stagiaire postdoctoral dans le laboratoire Yamanaka au Instituts Gladstone, reprogrammé des cellules de la peau à partir de trois patients atteints de développement anormal du cerveau due à une rare trouble appelé syndrome Dieker Miller, qui résulte de grandes délétions terminales dans un bras du chromosome 17. Un patient avait un chromosome en anneau 17 avec la suppression et les deux autres patients avaient de grandes délétions terminales dans l'un de leur chromosome 17, mais pas un anneau. En outre, chacune de ces patients avaient un 17 chromosome normal.
Les chercheurs ont observé que, après la reprogrammation, le chromosome 17 en anneau qui avait la suppression totalement disparu et a été remplacé par une copie dupliquée du chromosome normal 17. Toutefois, les délétions terminales dans les deux autres patients sont restées après la reprogrammation. Pour vous assurer que ce phénomène ne est pas unique à sonner le chromosome 17, ils reprogrammé des cellules de deux patients différents qui avaient chacun chromosomes annulaires 13. Ces cellules reprogrammées également perdu le chromosome en anneau, et contenait une copie dupliquée du chromosome 13 normal.
"Il semble que les chromosomes de l'anneau sont perdus au cours des divisions cellulaires rapides et continus lors de la reprogrammation", a déclaré Yamanaka. "La duplication du chromosome normal corrige alors perdue pour ce chromosome."
«Perte et la duplication des chromosomes entiers Anneau se produisent avec une certaine fréquence dans les cellules souches», a expliqué Bershteyn. "Lorsque le chromosome duplication compense la perte du chromosome anneau correspondant avec une délétion, cela fournit une avenue possible pour corriger les problèmes à grande échelle dans un chromosome qui ne ont aucune chance d'être corrigées par d'autres moyens."
"Il est probable que nos constatations se appliquent aux autres chromosomes dans le noyau, depuis la perte du chromosome en anneau se est produite dans les cellules reprogrammées à partir de trois patients différents," a dit Hayashi.
"En théorie, la façon dont vous pourriez éventuellement corriger un chromosome avec délétions ou duplications est de faire un anneau hors de lui, puis se débarrasser du chromosome de la bague lors de la reprogrammation", a ajouté Wynshaw-Boris. "Chromosomes anneaux sont assez rares, mais des anomalies chromosomiques sont beaucoup plus fréquentes et causent une variété de malformations congénitales graves. Jusqu'à présent, il n’est possible de faire cette thérapie chromosomique des cellules en culture, pas des êtres humains. Cependant, il peut être utile de l'utiliser pour la réparation des tissus de malformations congénitales et autres anomalies observées chez les individus présentant des anomalies chromosomiques que des techniques pour la médecine régénérative sont développés dans le futur ".