Cut to cure: a new approach for monogenetic diseases

Bepalen of het CRISPR/Cas9 systeem de mutatie in het cystinosine gen bij de erfelijke aandoening cystinose effectief kan herstellen. Het ontwikkelen van nieuwe behandelingen voor nierziekten veroorzaakt door een mutatie in één specifiek gen.

Kinderen met de erfelijke aandoening cystinose hebben een mutatie in het cystinosine gen (CTNS), waardoor het natuurlijke aminozuur (bouwsteen van een eiwit) cystine ophoopt in de cellen. Dit leidt al vanaf een leeftijd van ongeveer zes maanden tot achteruitgang van de nierfunctie en ziekte. Reparatie van de mutatie in het CTNS kan een belangrijke stap zijn in de ontwikkeling van een betere behandeling voor deze, en ook vele andere, erfelijke aandoeningen. Vooronderzoek laat zien dat het enzym Cas9 het DNA specifiek kan knippen op de plek van een mutatie. Dit leidt tot activatie van het natuurlijke reparatiemechanisme van de cel. Het aanbieden van een gecorrigeerde DNA sequentie (reeks van bouwstenen binnen een gedeelte van het DNA molecuul) kan ervoor zorgen dat het reparatiemechanisme deze correcte sequentie inbouwt in plaats van de mutatie (CRISPR/Cas9 systeem). Hierdoor krijgt het gen zijn normale functie terug. De hypothese is dat het CRISPR/Cas9 systeem ook effectief kan zijn bij cystinose. Dit onderzoek zal bekijken of het mogelijk is om de mutatie in het CTNS te herstellen. Vervolgens zullen de onderzoekers bepalen of transplantatie van gerepareerde cellen of directe gen reparatie in het lichaam het ziektebeloop kan veranderen en nierschade kan voorkomen. Vraagstelling: 1. Zijn mutaties in CTNS efficiënt te herstellen met behulp van het CRISPR/Cas9 systeem (in een cellijn van patiënten met cystinose)? 2. Kan de transplantatie van gerepareerde cellen het ziektebeloop en de nierschade voorkomen (in een cystinose muismodel)? 3. Kan directe gen reparatie in het lichaam het ziektebeloop en nierschade voorkomen (in een cystinosis muismodel)?

In dit project werden gedetailleerde inzichten verschaft in meerdere facetten van nefropathische cystinose, inclusief nieuwe concepten in de pathofysiologie van de ziekte en nieuwe in vitro modellen die zullen worden gebruikt voor het verder ontrafelen van de ziekte en voor het valideren van nieuwe therapeutische strategieën. Deze bevindingen bieden een belangrijk platform waarop de onderzoekers kunnen voortbouwen en de resultaten efficiënt kunnen vertalen naar preklinische studies en in de nabije toekomst betere beheersprotocollen kunnen bieden voor cystinotische patiënten.

De onderzoekers hebben met succes genbewerking van CTNS in vitro aangetoond, maar door technische moeilijkheden en problemen met het bestaande diermodel konden zij niet overgaan tot genbewerking in vivo. In plaats daarvan hebben ze een methode gecreëerd om individuele genen in proximale nierbuiscellen efficiënt uit te schakelen. De ontwikkeling van nieuwe isogene cystinotische in vitro modellen, samen met metabolomics en proteomics screening, bieden een waardevol inzicht in het ontdekken van nieuwe aangrijpingspunten en potentiële therapeutische opties. Op deze manier hebben ze een nieuwe cysteamine-bicalutamide combinatietherapie geïdentificeerd die in staat was de niercelfunctie fenotypisch te herstellen. De resultaten konden worden bevestigd in nieuwe, van patiënten afkomstige nierorganoïden, wat suggereert dat dit mogelijk een nieuwe therapie zou kunnen zijn voor mensen met cystinose.

Soort: Cellijnen, dieronderzoek, (niet) toegepast, niet-klinisch
Onderwerp: Cystinose, cystinosine gen (CTNS), CRISPR/Cas9