Geórgia Tecnologia-Conduziu o Centro de Nanomedicine para Máquinas do Nucleoprotein Fixa $16,1 Milhões Grant

Published on October 29, 2010 at 3:10 AM

O Centro Tecnologia-Conduzido Geórgia de Nanomedicine para Máquinas do Nucleoprotein recebeu uma concessão de $16,1 milhões por cinco anos como parte de sua renovação pelos Institutos de Saúde Nacionais (NIH).

A equipa de investigação da oito-instituição planeia levar a cabo a revelação de uma tecnologia clìnica viável da correcção do gene para desordens do único-gene e demonstrar a eficácia da tecnologia com doença da célula falciforme.

O centro é um de oito Centros de Revelação de NIH Nanomedicine estabelecidos em 2005 e 2006, uma iniciativa chave dos objetivos a longo prazo da pesquisa do nanomedicine do NIH.

A doença da Célula falciforme é uma condição genética actual no nascimento que afecta mais de 70.000 Americanos. Envolve um único gene alterado que produza a hemoglobina anormal - a proteína que leva o oxigênio no sangue. Na doença da célula falciforme, os glóbulos vermelhos tornam-se duramente, pegajoso e “C” deu forma. As Células falciformes morrem cedo, que causa uma falta constante de glóbulos vermelhos. As pilhas anormais igualmente obstruem o fluxo em vasos sanguíneos pequenos, causando a dor crônica e os outros problemas graves tais como infecções e a síndrome aguda da caixa.

“Mesmo que os pesquisadores sabem a doença da célula falciforme é causada por uma única mutação de A a de T no gene da beta-globina, não há nenhuma cura amplamente disponível,” disse o director center Grupo Bao, Robert A. Milton Cadeira na Engenharia Biomedicável no Wallace H. Relha Departamento da Engenharia Biomedicável na Tecnologia de Geórgia e na Universidade de Emory. “Por directamente e precisamente fixando a única mutação, nós esperamos reduzir ou eliminar a população da célula falciforme no córrego do sangue de um indivíduo e substituir as células falciformes com os glóbulos vermelhos saudáveis.”

O centro é um de oito Centros de Revelação de NIH Nanomedicine estabelecidos em 2005 e 2006, uma iniciativa chave dos objetivos a longo prazo da pesquisa do nanomedicine do NIH. Os centros têm as equipes científicas altamente multidisciplinares que incluem biólogos, médicos, matemáticos, coordenadores e cientistas de computador. Através de uma competição intensa, o NIH seleccionou quatro centros para o segundo financiamento da fase, incluindo esse conduzido pela Tecnologia de Geórgia.

Além do que peritos no Departamento da Relha da Engenharia Biomedicável na Universidade da Tecnologia e de Emory de Geórgia e na Escola da Engenharia Química & Biomolecular na Tecnologia de Geórgia, os pesquisadores da Faculdade Médica de Geórgia, o Laboratório Frio do Porto da Mola, o Centro Médico da Universidade de New York, Massachusetts Institute of Technology, a Universidade de Stanford e a Universidade de Harvard são igualmente membros do centro.

A aproximação da correcção do gene propor pela equipa de investigação tratar a doença da célula falciforme envolve entregar nucleases projetados do dedo do zinco (ZFNs) -- tesouras genéticas que cortaram o ADN em um local específico -- e moldes da correcção do ADN nos núcleos das células estaminais hematopoietic isoladas da medula dos indivíduos com doença da célula falciforme. Os pesquisadores escolheram as células estaminais hematopoietic porque são os precursores de todos os glóbulos, incluindo as pilhas tornadas disfuncionais em pacientes da célula falciforme. As células estaminais Hematopoietic possuem tal potencial regenerative poderoso que a transplantação mesmo de uma única célula estaminal hematopoietic é suficiente para reconstruir o sistema inteiro do sangue de um organismo.

Os pesquisadores planeiam projectar e aperfeiçoar as proteínas de ZFN assim que induzirão uma ruptura da dobro-costa no ADN perto da mutação da doença da célula falciforme, ativando desse modo o gene para a correcção. As extremidades quebradas do ADN incorporarão o caminho homólogo do reparo da recombinação, que usará a informação genética fornecida pelo molde fornecedor -- um pouco do que a informação defeituoso original -- para corrigir a mutação. Quando as células estaminais hematopoietic gene-corrigidas são injectadas para trás no corpo, produzirão glóbulos vermelhos saudáveis para substituir as células falciformes.

“Esta aproximação representa uma SHIFT significativa do paradigma na escolha de objectivos do gene e na tecnologia actuais da terapia genética que nenhum vector viral-baseado ou ADN estrangeiro estão usados,” Bao explicado, que é igualmente uma Faculdade da Tecnologia de Geórgia de Projetar Distinto Professor. “Nós pensamos que é uma aproximação prometedora porque nós não precisamos de fixar todas as mutações em todas as pilhas; nós precisamos somente de reduzir extremamente a população da célula falciforme substituindo aquelas pilhas com os glóbulos vermelhos saudáveis.”

Há uns desafios significativos em conseguir os objetivos do centro, incluindo a necessidade de aumentar dramàtica a taxa de correcção recombinação-negociada homólogo do gene, de melhorar a actividade e a especificidade de ZFNs para maximizar a eficiência da correcção do gene e de minimizar efeitos potencialmente nocivos do fora-alvo, de entregar os componentes necessários para a correcção do gene às células estaminais hematopoietic com eficiência elevada e produção, de evitar rearranjos genomic indesejáveis e de aperfeiçoar o engraftment de células estaminais hematopoietic ZFN-alteradas.

Para aumentar a eficiência da correcção do gene nas células estaminais hematopoietic, a aproximação propor da correcção do gene exigirá uma SHIFT na escolha do caminho do reparo da extremidade não-homólogo que junta-se para a recombinação homólogo. Para realizar este, os pesquisadores planeiam usar métodos que se tornaram nos últimos quatro anos para visualizar o conjunto de complexos do reparo em locais da ruptura da dobro-costa e para desenvolver intervenções para deslocar a escolha do caminho para a recombinação homólogo.

Para controlar a actividade de ZFN de modo que os efeitos do fora-alvo ou os rearranjos de gene indesejáveis possam ser minimizados ou evitado, os pesquisadores planeiam refinar e aperfeiçoar o projecto e a produção das proteínas e desenvolver proteínas photoactivatable para o melhor controle temporal da actividade de ZFN. Além, pela investigação do destino e da dinâmica do molde projetado do proteína e o fornecedor em pilhas vivas, e pelos efeitos do incidência e os biológicos de mutações e de rearranjos de gene indesejados, a equipa de investigação melhorará mais o processo.

Com pontas de prova novas e os métodos da imagem lactente já desenvolvidos no Centro de Nanomedicine para Máquinas do Nucleoprotein, os pesquisadores poderão observar e aperfeiçoar sistematicamente cada etapa no processo da correcção do gene. Uma Vez Que isso é realizado, a equipa de investigação demonstrará a aproximação da correcção do gene em um modelo do rato da doença da célula falciforme. Seu objetivo é demonstrar que as pilhas gene-corrigidas podem reconstituir o sistema hematopoietic do rato e inverter o fenótipo da doença da célula falciforme, de acordo com Bao.

“Nós queremos centrar-se sobre a doença da célula falciforme para demonstrar esta aproximação, mas se nós somos bem sucedidos, a mesma aproximação pode ser adotada para tratar alguns dos outros 6.000 calculou únicas desordens do gene no mundo hoje, como a fibrose cística e o Tay-Sachs,” Bao notável.

Source: http://gtresearchnews.gatech.edu/

Last Update: 11. January 2012 19:45

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