Kohti turvallisempia geenihoitoja entistä kohdennetummilla geenikuljettimilla

Itä-Suomen yliopiston uusi tutkimus luo pohjaa HI-viruspohjaisten geenikuljetinten turvallisemmalle käytölle geeniterapiassa.

HIV-pohjaisia geenikuljettimia käytetään geeniterapiassa pitkäaikaisen hoitovasteen aikaansaamiseksi, sillä ne liittävät eli integroivat hoitogeenin osaksi kohdesolun perimää. Näin yksi hoitokerta voi riittää pysyvän vaikutuksen saamiseksi. Tavallisesti tällainen kuljetin integroituu solun perimään lähes sattumanvaraisesti ja aktiivisten geenien lähelle, jolloin sen käyttö voi aiheuttaa erilaisia haittavaikutuksia ja jopa syövän muodostumisen.

Nyt julkaistun tutkimuksen tavoitteena oli parantaa HIV-pohjaisilla kuljettimilla tehdyn geeninsiirron turvallisuutta edesauttamalla hoitogeenin liittymistä sellaiseen kohtaan solun perimää, jossa se ei aiheuttaisi haittavaikutuksia.  Työssä luotiin uusi versio integraation turvallisuutta parantavasta proteiinista. Lisäksi luotiin solujen DNA:n korjausmekanismin, homologisen rekombinaation avulla siirtogeenirakenne, joka mahdollistaa tarkemman kohdentamisen.

Proteiineista, joilla integraatiota voidaan kohdentaa halutulle DNA-alueelle, tutkittiin sekä solun perimää leikkaavia että ei-leikkaavia versioita. Integraatio kohdentui parhaiten perimää leikkaavalla proteiinilla, jonka kuitenkin havaittiin myös aiheuttavan ei-toivottuja muutoksia kohdesolujen kromosomistossa. Sitä vastoin tässä tutkimuksessa luotu uusi, vähemmän DNA:ta leikkaava versio proteiinista ei aiheuttanut vastaavia muutoksia. Lisäksi uusi proteiini paransi geenikuljettimien kykyä saada aikaan pitkäkestoista siirtogeenin ilmenemistä, mitä uusi homologia-alueita sisältävä siirtogeenirakenne tehosti entisestään.

Tutkimus auttoi tunnistamaan sellaiset muokkaukset, joilla HIV-pohjaisten geenikuljettimien liittymistä solujen perimään voidaan tehdä turvallisemmaksi, ja joilla voidaan parantaa siirrettyjen geenien tehokasta ilmenemistä. Tietoa voidaan hyödyntää uusien geenihoitojen kehittämisessä.

Tutkimuksen tulokset julkaistiin PLOS ONE -lehdessä.

Lisätietoja:

Professori Seppo Ylä-Herttuala, Itä-Suomen yliopisto, A. I. Virtanen -instituutti, https://uefconnect.uef.fi/henkilo/seppo.yla-herttuala/

Tutkimusartikkeli:

Nousiainen A, Schenkwein D, Ylä-Herttuala S (2023) Characterization of a new IN-I-PpoI fusion protein and a homology-arm containing transgene cassette that improve transgene expression persistence and 28S rRNA gene-targeted insertion of lentiviral vectors. PLOS ONE 18(1): e0280894.  https://doi.org/10.1371/journal.pone.0280894