大規模な新しい遺伝子編集プロジェクトがアルツハイマー病を粉砕するために出ています

アルツハイマー病対科学に関して言えば、科学は負けている側にあります。

アルツハイマー病は最も陰湿な方法で残酷です。 障害は、いくつかの老化した脳に忍び寄り、思考と推論の能力を徐々に食い尽くし、記憶と現実に対する彼らの把握を弱めます。 世界の人口が高齢化するにつれ、アルツハイマー病はその醜い頭を衝撃的な速度で育てています。 そして、何十年にもわたる研究にもかかわらず、治療法は言うまでもなく、治療法はありません。

ダウナーが多すぎますか？ 国立衛生研究所（NIH）も同意します。 に 最も野心的なプロジェクトのXNUMXつ 生物学では、NIHはアルツハイマー病と幹細胞の研究者を集めて 最大のゲノム編集プロジェクト これまでに考案されました。

考え方は単純です。何十年にもわたる研究により、アルツハイマー病やその他の認知症の可能性を高めると思われる特定の遺伝子が発見されています。 数は数百を超えます。 それぞれがどのように接続または影響を与えるかを理解するには、たとえあったとしても、個々のラボで何年もの研究が必要です。 科学者が団結し、共有リソースを利用して、アルツハイマー病が最初に発生する理由のケースをまとめて解決するとどうなるでしょうか。

イニシアチブの秘密兵器は、人工多能性幹細胞（iPSC）です。 ほとんどの幹細胞と同様に、それらは何にでも変換する能力を持っています—必要に応じて、細胞の魔神。 iPS細胞は、皮膚細胞などの通常の成体細胞から生まれ変わります。 しかし、脳細胞に変換されると、ドナーの元の遺伝子を持ちます。つまり、元の人の遺伝的遺産、たとえば、最初にアルツハイマー病を発症する可能性があります。 これらの生まれ変わった幹細胞にアルツハイマー関連の遺伝子を導入し、それらがどのように振る舞うかを観察するとどうなるでしょうか。

これらのiPS細胞を研究することにより、私たちはの遺伝的原因につながる手がかりをたどることができるかもしれません アルツハイマー およびその他の認知症—遺伝子治療がそれらを芽に挟むための道を開く。

iPSC神経変性疾患イニシアチブ（iNDI）はまさにそれを行うように設定されています。 このプロジェクトは、「これらの疾患の改善された治療法と予防法の開発につながる研究を刺激、加速、支援する」ことを目的としています。 と。 結果として得られるすべてのデータセットは、誰でもマイニングして解釈できるように、オンラインでオープンに共有されます。

平易な言葉で？ 私たちの新しいバイオテクノロジーのスーパースターをすべて投げましょう— CRISPR 最前線で—アルツハイマー病に対する協調的な努力に、最終的に優位に立つために。 それは、私たちの最もタフな敵のXNUMX人、つまり私たち自身の心を内側から破壊しようとする敵に向かう「復讐者、集まる」瞬間です。

沈黙の敵

アルツハイマー病は1900年代初頭に最初に認識されました。 それ以来、科学者たちは脳を無駄にする原因を見つけるために努力してきました。

今日の最も顕著な考えはアミロイド仮説です。 お化け屋敷の中で、幽霊が徐々に強まるホラー映画を想像してみてください。 それがアミロイドホラーです。これは、ニューロンである「家」の内部に徐々にではあるが静かに蓄積し、最終的には正常な機能を剥奪し、内部のあらゆるものを死に至らしめるタンパク質です。 その後の研究では、ニューロンの「家」の外にぶら下がって、内部の分子テナントを徐々に毒する他の有毒なタンパク質も発見されました。

科学者たちは何十年もの間、これらの幽霊を倒すための最善のアプローチは「悪魔払い」、つまりこれらの有毒なタンパク質を取り除くことであると考えてきました。 しかし、裁判の後の裁判で、彼らは失敗しました。 アルツハイマー病の治療の失敗率（これまでのところ100％）により、治療の取り組みを「夢の墓地」と呼ぶ人もいます。

新しいアイデアが必要なのは明らかです。

CRISPRを入力してください

数年前、XNUMXつのホットショットが町に散歩しました。 XNUMXつはCRISPRです。これは、XNUMXつまたはXNUMXつ（またはそれ以上）の遺伝子を切り取ったり、挿入したり、交換したりできる驚異的な遺伝子狙撃兵です。 もうXNUMXつはiPSCで、人工多能性幹細胞であり、成体細胞から化学浴を介して「生まれ変わる」ものです。

2.0つを一緒に皿の中で認知症XNUMXをエミュレートすることができます。

たとえば、CRISPRを使用すると、科学者はアルツハイマー病またはその保護に関連する遺伝子を、健康なドナーまたは認知症のリスクが高い人からのiPSCに簡単に挿入し、何が起こるかを観察できます。 脳細胞は、たんぱく質やその他の分子が動き回る、ハミングする大都市圏のようなものです。 たとえば、プロアルツハイマー病の遺伝子の投与量を追加すると、ガンクでトラフィックをブロックする可能性があり、科学者はそれらの遺伝子がより大きなアルツハイマー病の全体像にどのように適合するかを理解するようになります。 映画ファンにとっては、ゴジラの遺伝子とキングコングの遺伝子をセルに追加するようなものです。 あなたは両方が物事を台無しにする可能性があることを知っていますが、セルで何が起こっているかを見るだけで確実に知ることができます。

iPS細胞が発明されて以来、個々の研究室がこのアプローチを試みてきましたが、問題があります。 iPS細胞は人の遺伝的「ベースライン」を継承するため、さまざまな研究室の科学者が、遺伝子がアルツハイマー病を引き起こしているかどうか、またはドナーの特定の遺伝子構成のためにそれが単なるまぐれであったかどうかを評価することは非常に困難です。

新しいiNDI計画は、すべてを標準化することを目指しています。 CRISPRを使用して、アルツハイマー病および関連する認知症に関連する100を超える遺伝子を、多種多様な民族的に多様な健康なドナーからのiPSCに追加します。 その結果、巨大なゲノム工学プロジェクトが生まれ、アルツハイマー病につながる可能性のある突然変異を持ったクローン細胞のライブラリ全体が生まれました。

言い換えれば、アルツハイマー病の人の細胞を研究するのではなく、障害に寄与する可能性のある遺伝子を注入することによって、正常で健康な脳細胞にアルツハイマー病を与えることを試みましょう。 遺伝子をソフトウェアコードと見なす場合、遺伝子編集を通じてアルツハイマー病をそれらの細胞に駆動する可能性のあるコードを挿入することが可能です。 プログラムを実行すると、ニューロンの動作を観察できます。

プロジェクトにはXNUMXつのフェーズがあります。 XNUMXつ目は、CRISPRで編集された細胞のマスエンジニアリングに焦点を当てています。 XNUMXつ目は、これらの結果として生じる細胞を徹底的に分析することです。たとえば、それらの遺伝学、それらの遺伝子がどのように活性化するか、それらが運ぶタンパク質の種類、それらのタンパク質がどのように相互作用するかなどです。

「このプロジェクトは、よく特徴付けられた遺伝的に多様なiPSCのセットで疾患を引き起こす変異を操作することにより、研究所間でのデータの再現性を確保し、認知症の自然変動の影響を調査するように設計されています。」 と ジャクソン研究所のセルラーエンジニアリングのディレクターであり、プロジェクトのリーダーであるビル・スカーネス博士。

アルツハイマー病に対するハンマー

iNDIは、最近のバイオテクノロジーの強化によってのみ可能になる種類のイニシアチブです。 アルツハイマー病に関連する何百もの細胞を設計し、世界中の科学者と共有することは、わずかXNUMX年前の夢のような夢でした。

明確にするために、プロジェクトは個々のセルを生成するだけではありません。 CRISPRを使用して、次世代に受け継ぐことができるアルツハイマー病の細胞株または細胞の全系統を作成します。 そしてそれが彼らの力です。世界中の研究室と共有して、障害に最大の影響を与える可能性のある遺伝子にさらに焦点を当てることができます。 iNDIのフェーズXNUMXは、これらのセルの内部動作を掘り下げて「チートコード」（遺伝子とタンパク質の動作のシート）を生成するという点で、さらに強力です。

一緒に、プロジェクトは、認知症に影響を与える可能性のある遺伝子をそれぞれ装備したアルツハイマー関連細胞の宇宙を構築するという大変な作業を行います。 「これらのタイプの統合分析は、XNUMXつのアプローチだけでは学習できない、興味深く実用的な発見につながる可能性があります」と著者は書いています。 これは、アルツハイマー病および関連疾患を「真に理解するための最良の機会」と「有望な治療の可能性」を提供します。

画像のクレジット： ゲルトアルトマン から Pixabay

出典：https：//singularityhub.com/2021/04/13/a-massive-new-gene-editing-project-is-out-to-crush-alzheimers/