筋ジストロフィーに対するCRISPR療法の開発

ベルリンの実験臨床研究センターの研究者たちは、遺伝子編集の助けを借りて、筋ジストロフィーの標的治療法を開発しています。 Nature Communications に掲載された Spuler Lab が主導する前臨床研究は、ファースト・イン・ヒト臨床試験への道を切り開いています。

マックス・デルブリュックセンターとベルリン・シャリテ大学の共同機関である実験・臨床研究センター（ECRC）の研究者らは、筋肉の修復と再生に不可欠なタンパク質の機能を回復することを目的とした、有望な遺伝子編集アプローチを開発した。筋ジストロフィー疾患の患者において。

ジスフェリンタンパク質は主に細胞膜の修復に関与しています。ジスフェリンをコードする遺伝子に特定の変異がある人は、世界中で数千人が罹患している筋消耗性疾患のグループである筋ジストロフィーを発症します。

ECRCの筋学研究室のシモーネ・スプラー教授とヘレナ・エスコバー博士率いる彼女のチームは、四肢帯型筋ジストロフィー患者2名から筋幹細胞を除去し、遺伝的エラーを修正し、細胞培養中のジスフェリンタンパク質の機能を回復することに成功した。この疾患の新しいマウスモデルでは、同じプロセスを使用して細胞を収集し、編集し、修正された細胞をマウスに移植すると、タンパク質の機能が回復し、筋肉が再成長し始めました。

Nature Communications で報告された前臨床結果は、チームにヒト臨床試験に進む自信を与えました。これには、患者から筋細胞を採取し、研究室で編集し、患者自身の細胞を標的の筋肉に移植することが含まれます。研究者らは、この治療法は完全な治療法ではなく、1つまたは2つの筋肉に限定されると指摘しています。

「私たちの体には 600 以上の筋肉があり、そのすべてをターゲットにするのは簡単ではありません」とスペラー氏は言います。 「私たちは 1 つまたは 2 つの筋肉をターゲットにすることから非常に謙虚に始めています。しかし、この療法が効果があるなら、筋肉は治癒するでしょう。」

20年近くにわたり、シュピュラー氏とその共同研究者らは、ジスフェリン、筋ジストロフィーにおけるその役割、そしてこれらの稀ではあるが壊滅的な遺伝性疾患を治療する方法を理解するために取り組んできた。四肢帯型筋ジストロフィーの場合、筋肉の劣化が進行し、若者は歩く能力や腕や手の通常の使用能力を失います。

「10代の頃は優れたアスリートでしたが、40歳になると車椅子に乗るようになります」と、ECRCの外来診療所で患者たちにこのことを直接見てきたスペラー氏は言う。

最初の論文著者であり、スプラー研究所の分子生物学者であるエスコバー氏は、患者から筋幹細胞を収集し、遺伝子編集ツールを使用して突然変異を修正する方法に取り組んでいる。

「できるだけ多くの患者を助けるために、より一般的な変異から始めました」とエスコバー氏は言う。

ジスフェリン変異を修正するために、エスコバー氏は CRISPR-Cas9 を使用しています。これは「遺伝子編集ハサミ」とよく言われ、2020 年にノーベル賞を受賞しました。分子ハサミは DNA 分子に沿って正確な位置に誘導され、切断されます。それにより、細胞にDNAの修復を強制します。目的は、修復プロセス中に突然変異が修正され、遺伝子が適切に機能するようにすることです。研究者らは、いくつかの細胞モデルで編集システムをテストしましたが、すべて非常に似た結果が得られました。高い成功率で機能し、意図しない結果は最小限に抑えられました。

注目すべきことに、編集によって目的の遺伝子配列と完全に一致する結果は得られず、生成されたジスフェルリンタンパク質には 4 つの変化がありました。研究チームは、マックス・デルブリュックセンターの膜関連プロセスの構造生物学研究室を率いるオリバー・ドームケ教授と協力して、変化の徹底的な分析を実施した。

「これら4つの変化があっても、生成されたタンパク質の機能は野生型と非常に似ており、これは健康な人に見られるバージョンです。タンパク質は損傷した細胞膜に沿って局在し、筋肉が再生されました」とエスコバー氏は言う。

このプロジェクトの一環として、研究者らはマックス・デルブリュックセンターのゲノム工学・疾患モデル研究室を率いるラルフ・キューン博士と協力して新しいマウスモデルを開発した。このマウスモデルは、特定のジスフェリン変異とその結果生じる疾患を厳密に模倣しており、研究者らは、筋幹細胞の採取、修正、細胞の移植など、完全な治療法がどのように機能するかを評価できるようになりました。彼らは特に、免疫系が細胞を拒絶するのか、生成されたジスフェリンタンパク質を攻撃するのかを知りたいと考えていました。

「移植された細胞や生成されたタンパク質に対する免疫反応は見られませんでした。このことは、これを臨床試験に持ち込むのに有望です」とシュピュラー氏は言う。

チームは現在、初の人体臨床試験を開始するための資金を募集している。仮に試験が成功したとしても、広くアクセスできるようになるにはまだ何年もかかるだろう。

エスコバール H、ディ フランチェスカントニオ S、スミルノバ J、グラフ R、ムセル S、マーグ A、ジョゴフ A、クリシュナ S、メッツラー E、ペトコヴァ M、ダウムケ O、クーン R、スプーラー S。
患者およびヒト化マウスの初代筋幹細胞の遺伝子編集により、ジスフェリン欠損性筋ジストロフィーにおけるジスフェリンの発現が回復します。
ナットコミューン。 2025 年 1 月 2 日;16(1):120。土井： 10.1038/s41467-024-55086-0