最近,一項名為「CRISPR-Cas9基因組編輯使用靶向脂質納米顆粒治療癌症」的研究發表在《科學進展》雜誌上。作者來自以色列特拉維夫大學懷斯生命科學學院。
研究人員開發了一種以脂質納米顆粒為基礎的遞送系統,該系統專門針對癌細胞,並通過基因操作摧毀它們。研究描述了一種安全有效的脂質納米顆粒(LNP),用於傳遞Cas9 mRNA和sgRNAs,使用一種新的氨基可電離脂質。CRISPR- lnps系統攜帶一種信使RNA,它編碼CRISPR酶Cas9, Cas9起著分子剪刀的作用,可以切斷細胞的DNA。
利用CRISPR-Cas9技術進行癌症治療一直受到腫瘤編輯效率低和現有傳輸系統潛在毒性的阻礙。特拉維夫大學(TAU)的科學家說,CRISPR/Cas9系統在治療轉移性癌症方面是有效的,他們說這標誌著在尋找癌症治療方法的道路上邁出了重要的一步。
這項工作是在Dan Peer博士的實驗室進行的,Dan Peer博士是Shmunis生物醫學和癌症研究學院的研發副總裁和精密納米醫學實驗室的負責人。這項研究是由Daniel Rosenblum博士和博士生Anna Gutkin以及同行實驗室的同事和其他合作者共同完成的。
「在腫瘤體內破壞基因表達的能力為癌症治療和研究開闢了新的途徑,也為非癌組織的靶向基因編輯提供了潛在的應用。」
「這是世界上第一個證明CRISPR基因組編輯系統可以在活的動物身上有效治療癌症的研究,」Dan Peer博士說。必須強調的是,這不是化療,是沒有副作用,用這種方法治療的癌細胞將永遠不會再活躍起來。Cas9的分子剪刀切斷癌細胞的DNA,從而中和它,永久阻止複製。」
為了檢驗這項技術治療癌症的可行性,Dan Peer博士和他的團隊選擇了兩種最致命的癌症:膠質母細胞瘤和轉移性卵巢癌。膠質母細胞瘤是一種侵襲性最強的腦癌,診斷後預期壽命為15個月,5年生存率僅為3%。研究人員證明,僅用CRISPR-LNPs進行一次治療,就可以使患有膠質母細胞瘤的小鼠的平均壽命增加一倍,使它們的總體存活率提高約30%。
卵巢癌是婦女死亡的主要原因,也是女性生殖系統中最致命的癌症。大多數患者被診斷為癌症晚期,此時癌細胞已經擴散到全身。儘管近年來取得了進展,但只有三分之一的患者能活下來。在轉移性卵巢癌小鼠模型中使用CRISPR-LNPs可以提高其80%的總生存率。
在侵襲性原位膠質母細胞瘤中,單次腦內注射抗PLK1 (sgPLK1-cLNPs)的CRISPR-LNPs可在體內進行高達70%的基因編輯,導致腫瘤細胞凋亡,抑制腫瘤生長50%,提高生存率30%。為了達到播散性腫瘤,cLNPs也被設計用於抗體靶向遞送。腹腔注射egfr靶向的sgPLK1-cLNPs可選擇性攝取到播散性卵巢腫瘤,體內可進行高達80%的基因編輯,抑制腫瘤生長,提高80%的生存率。
CRISPR基因組編輯技術,能夠識別和改變任何基因片段,已經徹底改變了我們以個性化的方式破壞、修復甚至替換基因的能力。儘管CRISPR在研究中得到了廣泛應用,但臨床應用仍處於起步階段,因為需要一個有效的傳遞系統來安全、準確地將CRISPR傳遞到靶細胞。
研究人員指出,通過展示其在治療兩種侵襲性癌症方面的潛力,這項技術為治療其他類型的癌症、罕見的遺傳疾病和慢性病毒疾病(如愛滋病)開闢了無數新的可能性。