一个大规模的新基因编辑项目正在压碎阿尔茨海默氏症

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当谈到阿尔茨海默氏症与科学的对立时,科学处于失败的一面。

以最阴险的方式,阿尔茨海默氏病是残酷的。 这种疾病在一些衰老的大脑中蔓延,逐渐吞噬了他们思考和推理的能力,削弱了他们对记忆和现实的掌握。 随着世界人口的老龄化,阿尔茨海默氏症以令人震惊的速度抬头丑陋。 尽管进行了数十年的研究,但我们没有任何治疗方法,更不用说治愈方法了。

太多的唐纳德? 美国国立卫生研究院(NIH)对此表示赞同。 在 最雄心勃勃的项目之一 在生物学上,美国国立卫生研究院(NIH)促使阿尔茨海默氏病和干细胞研究人员联合起来 最大的基因组编辑项目 曾经想过。

这个想法很简单:数十年的研究发现某些基因似乎增加了老年痴呆症和其他痴呆症的发病率。 数量超过数百。 弄清每个人如何相互联系或影响另一个人(如果有的话)需要在单个实验室中进行多年的研究。 如果科学家们团结起来,利用共享资源,共同解决为什么首先发生阿尔茨海默氏症,该怎么办?

该计划的秘密武器是诱导多能干细胞,即iPSC。 与大多数干细胞相似,它们具有转化为任何东西的能力-如果需要的话,它们可以变成细胞精灵。 iPSC从正常的成年细胞(如皮肤细胞)中重生。 但是,当它们转化为脑细胞后,它们会携带供体的原始基因,这意味着它们蕴藏着原始人的遗传遗产,例如,他或她首先患上了老年痴呆症的机会。 如果我们将阿尔茨海默氏症相关基因引入这些重生的干细胞,并观察它们的行为,该怎么办?

通过研究这些iPSC,我们也许可以追踪导致BPS遗传原因的线索。 阿尔茨海默氏症 和其他痴呆症-为基因疗法铺平道路。

iPSC神经退行性疾病倡议(iNDI)就是为了做到这一点。 美国国立卫生研究院(NIH)旨在“刺激,加速和支持将导致改进对这些疾病的治疗和预防的研究” 说过。 所有产生的数据集将在线公开共享,供任何人挖掘和解释。

用简单的语言? 让我们把所有新的生物技术超级巨星扔掉吧! CRISPR 在最前沿–与阿尔茨海默氏症齐心协力,最终占了上风。 这是我们最艰难的敌人之一的“复仇者,齐心协力”的时刻—试图从内部破坏我们自己的思想。

沉默的敌人

早在1900年代初就认识到了阿尔茨海默氏病。 从那时起,科学家一直在努力寻找导致大脑浪费的原因。

今天最突出的想法是淀粉样蛋白假说。 想象一下在一个鬼屋里的恐怖电影,里面有鬼魂,鬼魂在鬼魂中逐渐加剧。 这就是淀粉样蛋白恐怖症,一种蛋白质逐渐但无声地在神经元“房子”内积累,最终剥夺了它的正常功能,并导致内部任何东西死亡。 随后的研究还发现,其他有毒的蛋白质在神经元“房子”外徘徊,逐渐使内部的分子租户中毒。

几十年来,科学家一直认为,击败这些鬼魂的最佳方法是“驱魔”,即摆脱这些有毒的蛋白质。 然而,在一次又一次的审判中,他们失败了。 迄今为止,阿尔茨海默氏症治疗的失败率(100%)使一些人称治疗努力为“梦想的墓地”。

很明显,我们需要新的想法。

输入CRISPR

几年前,有两个热门人物溜进了小镇。 一种是CRISPR,它是一种奇妙的遗传神枪手,可以剪裁,插入或交换一个或两个(或多个)基因。 另一个是诱导型多能干细胞iPSC,它们通过化学浴从成年细胞中“重生”。

两者可以在一个盘子中模拟Dementia 2.0。

例如,使用CRISPR,科学家们可以轻松地将与阿尔茨海默氏症或其保护相关的基因插入iPSC中(无论是来自健康供体的人还是患有痴呆症的高风险人士),然后观察发生了什么。 脑细胞就像嗡嗡的大都市区,周围有蛋白质和其他分子。 例如,增加一定剂量的早老性痴呆症的基因,可能会阻止毒品交易,这使科学家们弄清楚了这些基因如何适应更大的早老性痴呆症。 对于那里的电影迷来说,这就好比将哥斯拉的基因和金刚的基因添加到一个单元格中。 您知道两者都可能使事情搞砸,但是只有通过观察单元格中发生的事情,您才能确定。

自从iPSC发明以来,各个实验室都在尝试这种方法,但是存在一个问题。 由于iPSC继承了一个人的遗传“基线”,因此,不同实验室的科学家真的很难评估一个基因是否引起了阿尔茨海默氏症,或者由于捐赠者的特殊遗传构成而仅仅是一个fl幸基因。

新的iNDI计划旨在使一切标准化。 他们将使用CRISPR,将来自多种不同种族的健康捐献者的与阿尔茨海默氏症和相关痴呆症相关的100多个基因添加到iPSC中。 结果是一个巨大的基因组工程计划,从而导致了一个完整的克隆细胞文库,这些文库带有可能导致阿尔茨海默氏症的突变。

换句话说,与其尝试研究阿尔茨海默氏症患者的细胞,不如通过向其注射可能导致该疾病的基因,来为正常,健康的脑细胞提供阿尔茨海默氏症。 如果您将基因视为软件代码,则可以通过基因编辑将可能驱动阿尔茨海默氏症的代码插入这些细胞。 执行该程序,您将能够观察神经元的行为。

该项目分为两个阶段。 第一个重点是用CRISPR编辑的大规模工程化细胞。 第二个是彻底分析这些产生的细胞:例如,它们的遗传学,它们的基因如何激活,它们所携带的蛋白质种类,这些蛋白质如何相互作用等等。

“通过在一组特征丰富,遗传上多样化的iPSC中工程化致病突变,该项目旨在确保跨实验室数据的可重复性,并探索痴呆症中自然变异的影响,” 说过 杰克逊实验室(Jackson Laboratory)细胞工程主管,该项目的负责人比尔·斯卡尼斯(Bill Skarnes)博士。

对抗阿尔茨海默氏症的锤子

iNDI是只有我们最近的生物技术发展才有可能实现的那种计划。 仅仅在二十年前,对与阿尔茨海默氏症相关的数百个细胞进行工程设计并与全球科学家共享,是一个空想。

需要明确的是,该项目不仅会生成单个单元。 它使用CRISPR来制作细胞系或具有阿尔茨海默氏病基因的整个细胞系,这些基因可以传给下一代。 这就是它们的力量:它们可以与世界各地的实验室共享,以进一步研究可能对该疾病产生最大影响的基因。 iNDI的第二阶段功能更强大,它可以深入研究这些细胞的内部工作原理,以产生“作弊代码”(cheat code),这是其基因和蛋白质行为的表述。

该项目在一起进行了艰苦的工作,以建立一个与阿尔茨海默氏症相关细胞的宇宙,每个细胞都装有一个可能影响痴呆症的基因。 作者写道:“这些类型的整合分析可能会导致有趣且可行的发现,而没有一种方法能够孤立地学习。” 它提供了“真正了解”阿尔茨海默氏病和相关疾病的“最佳机会”,以及“有希望的治疗可能性”。

图片来源: 格德阿尔特曼Pixabay

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

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