新型基因编辑技术“PNAs”与“CRISPR”一决高下

据估计，每年800万儿童患有严重的遗传疾病或出生缺陷。妊娠期间可以通过羊膜穿刺术检测胎儿是否患有遗传疾病，但是，在出生前没有医疗选择可以纠正这些遗传错误。

胚胎发育早期，许多干细胞快速分裂。“如果我们能早点纠正一个基因突变，就能显著地减少突变对婴儿发育的影响，甚至可以治愈这种疾病，”卡耐基梅隆大学医学院化学教授Danith Ly说。

研究人员采用Ly课题组研发的基于肽核酸（peptide nucleic acids，PNAs）的基因编辑技术，使用FDA批准的纳米颗粒将与供体DNA配对的PNA分子递送至遗传突变位点。当PNA-DNA复合体识别出指定突变时，PNA分子与DNA结合并解开它的两条链，让供体DNA与有缺陷的DNA结合，促使细胞DNA修复途径发挥作用，从而纠正错误。此前这种技术也曾用于治疗β地中海贫血症。

Danith Ly 课题组

新研究中，科学家使用类似羊膜穿刺的技术，将PNA复合物注入孕鼠羊水，腹内小鼠携带β珠蛋白突变的β地中海贫血。妊娠期间，只注射一次PNA就能纠正6%的突变，这6%的错误纠正可显著改善小鼠出生后β地中海贫血疾病症状，甚至足以使小鼠被视为治愈。在子宫里接受PNA治疗的小鼠血红蛋白水平恢复正常范围，脾肿大减少，存活率增加。

Gamma-PNA molecule

研究人员还指出，治疗没有脱靶影响，暗示这种方法可能比其他基因编辑技术（如CRISPR/Cas9）更可取，因为CRISPR/Cas9有可能错误地破坏正常DNA。

“CRISPR虽然更容易操作，但脱靶效应使它对临床治疗不一定有用，”Ly说。“在治疗疾病方面，PNA技术更为理想。它不切断DNA，它只与DNA结合，修复不正常的东西。当我们使用PNA基因编辑技术时，我们检查了5000万个样本，没有发现一个异常修改错误。”

研究人员认为，在妊娠期间多次治疗，这种技术可能会取得更高的成功率。他们也希望看到它应用于其他疾病。

原文检索：

In utero nanoparticle delivery for site-specific genome editing（转化医学网360zhyx.com）