病毒和磁鐵可以拯救生命實驗性治療可以修復導致遺傳性疾病的突變

依賴於蛾感染病毒和納米磁鐵的新技術可用於編輯導致鐮狀細胞，肌肉萎縮症和囊性纖維化等疾病的缺陷基因。

萊斯大學生物工程師岡寶將磁性納米顆粒與從特定種類的蛾中提取的病毒容器相結合，以提供CRISPR / Cas9有效載荷，通過空間控制修飾特定組織或器官中的基因。

由於磁場操作簡單，並且與光不同，它很容易通過組織，因此，鮑和他的同事們希望通過激活血液中失活的病毒來控制目標組織中病毒有效載荷的表達。

該研究發表在Nature Biomedical Engineering上。在自然界中，CRISPR / Cas9通過記錄入侵者的DNA來支持微生物的免疫系統。這使微生物能夠識別和攻擊返回的入侵者，但科學家們一直在競相調整CRISPR / Cas9來修復導致遺傳疾病的突變並在實驗室實驗中操縱DNA。

CRISPR / Cas9有可能阻止遺傳性疾病 - 如果科學家能夠將基因組編輯機器送到體內正確的細胞中。但路障仍然存在，特別是在高效率地提供基因編輯有效載荷方面。

鮑說，有必要編輯體內細胞來治療多種疾病。「但是通過空間控制有效地將基因組編輯機器傳遞到體內的靶組織仍然是一項重大挑戰，」鮑說。「即使你在局部注射病毒載體，它也會泄漏到其他組織和器官，這可能是危險的。」

寶氏集團開發的運載工具是基於感染苜蓿苜蓿（Autographa californica）的病毒，即苜蓿（alfalfa looper），一種原產於北美的蛾。圓柱形桿狀病毒載體（BV），即攜帶有效載荷的病毒部分，被認為是大的，直徑高達60納米，長度為200-300納米。寶說，這足以傳輸超過38,000個鹼基對的DNA，足以為靶細胞提供多個基因編輯單元。

他說，結合BV和磁性納米粒子的靈感來自與Rice博士後研究員和共同主要作者朱海寶的討論，他在新加坡博士後期間了解了該病毒，但在加入寶實驗室之前對磁性納米粒子一無所知。Rice團隊以前使用過氧化鐵納米粒子和應用磁場打開血管壁的經驗足以讓大分子藥物通過。

「我們真的不知道這是否適用於基因編輯，但我們認為，"值得一試"，」鮑說。

研究人員使用磁性納米粒子激活BV並僅在需要時提供基因編輯有效載荷。為此，他們利用一種名為C3的免疫系統蛋白，通常可以滅活桿狀病毒。

「如果我們將BV與磁性納米粒子結合起來，我們可以通過施加磁場來克服這種失活，」鮑說。「美麗的是，當我們提供它時，基因編輯只發生在我們施加磁場的組織或組織部分。」

磁場的應用允許BV轉導，即將基因編輯貨物引入靶細胞的有效負載遞送過程。有效載荷也是DNA，其編碼報告基因和CRISPR / Cas9系統。

在測試中，BV裝載有綠色熒光蛋白或螢火蟲熒光素酶。具有蛋白質的細胞在顯微鏡下明亮地發光，並且實驗表明磁體在細胞培養物和實驗室動物中的BV貨物的靶向遞送方面非常有效。

Bao指出，他和其他實驗室正在研究用腺病毒相關病毒（AAV）傳遞CRISPR / Cas9，但他表示BV的治療貨物容量大約是其八倍。「然而，有必要使BV轉導到靶細胞更有效，」他說。

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