A laboratórium által tervezett plazmidok, a modern biológia munkáslánca, problémái vannak. A kutatók szisztematikus értékelést végeztek a kör alakú DNS -struktúrákról, több mint 2500 laboratóriumban készített plazmid elemzésével, és olyan társaságnak küldték el, amely olyan szolgáltatásokat nyújt, mint például a vírusokon belüli struktúrák csomagolása, hogy génterápiaként felhasználhassák őket. A csoport megállapította, hogy a plazmidok közel felében tervezési hibák vannak, ideértve a terápiás gén expressziójára kritikus szekvenciák hibáit. A kutatók a múlt hónapban közzétették eredményeiket a Biorxiv Preprint szerveren 1-

A tanulmány a laboratóriumban a plazmidok megfelelő minőség -ellenőrzésének "ismereteinek hiányát" fedezi fel - mondta Hiroyuki Nakai, az oregoni Health & Science University genetikus, aki nem vett részt a munkában. Már észrevette a laboratóriumi plazmidok problémáit, de meglepte a tanulmány által feltárt hibák gyakoriságát. Valószínűleg számos tudományos dokumentumot tettek közzé, amelyekre az eredmények nem reprodukálhatók a plazmid -tervezés hibái miatt - tette hozzá.

Elpazarolt idő

A plazmidok népszerű eszközök a biológiai laboratóriumokban, mint baktériumok, beleértve a széles körben alkalmazott modell organizmustEscherichia coli, amelyek struktúrákat használnak a gének tárolására és cseréjére. Ez azt jelenti, hogy a biológusok olyan designer plazmidokat hozhatnak létre, amelyek különféle érdeklődésre számot tartó géneket tartalmaznak, majd akkorE.ColiGyőzzük meg őket, hogy rögzítsék ezeket, és készítsenek sok példányt róluk.

Bruce Lahn, a VectorBuilder, a chicagói, illinoisi székhelyű vállalat fő tudósa, aki génszállítási eszközöket biztosít, azt mondja, hogy ő és más biológusok évek óta észrevették a plazmid minőségével kapcsolatos problémákat. Amikor Lahn a Chicagói Egyetem professzora volt, laboratóriumában végzős hallgató hat hónapot töltött két plazmid reprodukciójával, amelyekről a tudományos irodalomban beszámoltak. "Nem gondoltunk a plazmidok minőségére, de a kísérlet nem működött", mert a plazmidok hibákat tartalmaztak.

Most a VectorBuildernél Lahn azt mondja, hogy folyamatosan látja a problémát - ezért úgy döntött, hogy szisztematikusan értékeli azt. Amikor az ügyfelek hibás plazmidokat nyújtanak be, "sok időt pazarolnak", és a minőség -ellenőrzés extra lépései növelik a plazmidok előállításának és vírusokba csomagolásának költségeit.

A VectorBuilder csapat elemzése a több mint 2500 plazmid hibáinak hibájának kimutatta. Néhányan olyan géneket tartalmaztak, amelyek a fehérjékért felelősekE.ColiMérgezőek voltak, vagyis lassíthatják vagy megállíthatják az organizmusok növekedését, amelyekre a biológusok támaszkodnak, hogy megismételjék plazmidjukat. Mások vírusokba való csomagolásra szántak, kódolt fehérjéket, amelyek mérgezőek voltak ezekre a vírusokra. És néhányan olyan ismétlődő DNS -szekvenciákat tartalmaztak, amelyek felhalmozhatják a mutációkat a plazmidokban.

A hibák ellenőrzése

A leggyakoribb hibákat, amelyeket Lahn és kollégái találtak, egy kulcsfontosságú génterápiás eszközhöz kapcsolódtak. A terápiákat gyakran adeno-asszociált vírusokba (AAV-k) csomagolják, amelyek többnyire ártalmatlanok és kezelést tudnak nyújtani a sejtekbe. Az ilyen AAV -k plazmidjainak elkészítésekor a kutatók egy terápiás gént szendvicset szendvicsre szendvics az ITR -k nevű szekvenciák között, amelyek kritikus szerepet játszanak annak biztosításában, hogy a gént a vírusba csomagolják a szüléshez. Ezek a szekvenciák alapvetően biológiai jelet küldenek a sejteknek, amelyek azt mondják, hogy „tartozom ebbe a vírusba”. A csoport azonban úgy találta, hogy a vizsgálatban szereplő AAV plazmidok kb. 40% -ának mutációi vannak az ITR régiókban, amelyek torzíthatják ezt a fontos üzenetet. Ha a kutatók ezeket a téves értelmezett plazmidokat használják, akkor a génterápiájuk nem működik - és hosszú időbe telik, amíg a tudósok kitalálják, miért.

Mark Kay, a kaliforniai Stanfordi Orvostudományi Iskola gyermekgyógyászati ​​és genetikai szakembere azt is látta, hogy a plazmid hibák késleltethetik a laboratóriumi projekteket. Biztos azonban abban, hogy a tudósok azonosíthatják és kijavíthatják ezeket a hibákat. Azt mondja, hogy a génterápiás kutatók tisztában vannak az esetleges ITR -problémákkal, és hogy a hibák nem valószínű a klinikai körülmények között. Ennek oka az, hogy a szabályozó ügynökségek, például az Egyesült Államok Élelmezési és Gyógyszerügynökségének szigorú szabványai vannak, amelyek megkövetelik a kutatóktól, hogy a klinikán használják őket, mielőtt a klinikán használják őket.

Nakai szerint a plazmidok hibáinak szekvenálásával történő ellenőrzése figyelmeztetheti a kutatókat a vizsgálatban kiemelt problémákra. Egyes vállalatok, köztük a plazmidsaurus Eugene, Oregon és az Elim Biopharmaceuticals a kaliforniai Hayward -ban, mintánként mintegy 15,00 dollár plazmid -szekvenálást kínálnak - mondja Nakai, aki egyik társaságban sem jár pénzügyi érdeklődés. Azt is javasolja, hogy az új laboratóriumi tagok töltsenek időt a tapasztalt plazmid -tervezőktől; Ez egy fárasztó, kézzel készített folyamat, mondja, de ha hibát követ el, akkor óriási időt és pénzt pazarolhat.

A laboratóriumok másik módja a problémák elkerülésére, ha plazmid-szekvenciáik nyilvánosan elérhetővé teszik a nyílt hozzáférésű tárolókban-mondta Melina Fan, a nonprofit Addgene tudományos vezérigazgatója, a massachusettsi Watertownban. Az Addgene egy ilyen tárolóval rendelkezik, mondja a Fan, és „szekvenálja a lerakódott plazmidokat, és megosztja a szekvenciaadatokat a weboldalon keresztül a közösségi használatra”. Fontos a plazmidok ellenőrzése - tette hozzá.

Lahn azt reméli, hogy csapata elemzése felhívja a kutatók figyelmét arra a tényre, hogy ezeket a munka ló laboratóriumi eszközöket gyakran magától értetődőnek tekintik. "Az eszköz egészsége olyan, amire az emberek nem gondolnak" - mondja, bár nekik kellene.