A Universal Approach to Correct Various HBB Gene Mutations in Human Stem Cells for Gene Therapy of Beta-Thalassemia and Sickle Cell Disease
גישה אוניברסאלית לתיקון מוטציות HBB שונות בתאי גזע אנושיים לצורך ריפוי גנטי של בטא-תלסמיה ואנמיה חרמשית תקציר בטא-תלסמיה היא אחת המחלות הגנטיות הרצסיביות הנפוצות ביותר, הנגרמת ממוטציות בגן HBB. מעל 200 סוגים שונים של מוטציות בגן ה- HBB הכוללות 3 אקסונים זוהו אצל חולים עם בטא-תלסמיה (β-thal), בעוד שמוטציה הומוזיגוטית באקסון 1 גורמת לאנמיה חרמשית. אסטרטגיות ריפוי חדשניות לתיקון קבוע של מוטציית ה- HBB בתאי גזע המסוגלים להתרחב ולהתפצל לאריתרוציטים המפיקים חלבוני HBB מתוקנים הינן מבוקשות ביותר. עריכה גנטית באמצעות CRISPR/Cas9 וגרעינים מהונדסים אחרים ספציפיים-לאתר היא גישה מבטיחה לתיקון מדויק של מוטציה גנטית בגנום היליד ללא שינויים בחלקים אחרים של הגנום האנושי. למרות שלגרום לגרעין ספציפי-לרצף להגביר תיקונים של מוטציית HBB ספציפית באמצעות תיקון הומולוגיה מכוונת (HDR) הינו תהליך ישיר למדי, התמקדות במוטציות HBB שונות של בטא-תלסמיה היא עדיין מאתגרת מכיוון שיש לבחור ולאמת RNA מדריך אינדיבידואלי וטמפלט DNA תורם עבור ה- HDR של כל סוג מוטציית HBB ספציפית. תוך שימוש בתאי גזע פלוריפוטנטיים (iPSCs) שנוצרו בגוף של שני חולי בטא-תלסמיה עם מוטציות HBB שונות, תכננו ובחנו אסטרטגיה אוניברסאלית להשגת החדרה ממוקדת של HBB cDNA באקסון 1 של גן ה- HBB באמצעות Cas9 ושני RNA מדריכים תקפים. מצאנו כי הפקת חלבון ה- HBB שוחזרה באריתרוציטים שנוצרו מה- iPSCs של שני החולים. אסטרטגיה זו של שחזור הביטוי הגנטי הפונקציונאלי של HBB תאפשר לתקן את רוב הסוגים של מוטציות ה- HBB בבטא-תלסמיה והאנמיה החרמשית. חשיבות אנו מציגים אסטרטגיה אוניברסאלית להכוונת החדרה ממוקדת של HBB cDNA באקסון 1 של גן ה- HBB האנדוגני באמצעות Cas9 ושני RNA מדריכים תקפים. אנו צופים כי אסטרטגיה