Resne napake kuga DNK orodje, ki je delovna žival v biologiji

Von Natur.wiki Autoren-Team

Erfahren Sie mehr über die Fehler in Labor-Plasmiden und die Auswirkungen auf die genetische Therapie. Forscher haben entdeckt, dass fast die Hälfte der Plasmide konstruktionsbedingte Mängel aufweisen, die zu ineffektiven Therapien führen könnten. Lesen Sie die detaillierte Analyse und was Experten über die Qualitätssicherung von Plasmiden in Labors sagen.
Več o napakah v laboratorijskih plazmidih in učinkih na genetsko terapijo. Raziskovalci so odkrili, da ima skoraj polovica plazmida napake, povezane z oblikovanjem, ki bi lahko privedle do neučinkovite terapije. Preberite podrobno analizo in kaj pravijo strokovnjaki o zagotavljanju kakovosti plazmidov v laboratorijih. (Symbolbild/natur.wiki)

Laboratorijsko -oblikovan plazmid, delovni konj v sodobni biologiji, ima težave. Raziskovalci so sistematično ocenili krožne strukture DNK z analizo več kot 2500 plazmidov, ki so bili proizvedeni v laboratorijih, in poslani podjetju, ki ponuja storitve, kot je pakiranje struktur znotraj virusov, tako da jih je mogoče uporabiti kot genske terapije. Ekipa je ugotovila, da je imela skoraj polovica napak v plazmidu, vključno z napakami v zaporedjih, ki so ključne za izražanje terapevtskega gena. Raziskovalci so prejšnji mesec objavili svoje rezultate na predrint strežniku Biorxiv 1 .

Študija razkriva "pomanjkanje znanja" o izvajanju plazmidov v laboratoriju, pravi Hiroyuki Nakai, genetik na univerzi Health & Science v Oregonu, ki ni bil vključen v delo. Opazil je že težave s plazmidi, narejenimi v laboratoriju, vendar je bila presenečena nad pogostostjo napak, ki jih je navedla študija. Verjetno je bilo objavljenih veliko znanstvenih del, za katere rezultati niso ponovljivi zaradi napak pri oblikovanju plazmida, dodaja.

zapravljeni čas

Plazmid so priljubljena orodja v bioloških laboratorijih, saj bakterije, vključno z razširjenim modelnim organizmom Escherichia coli , uporabljajo strukture za shranjevanje in zamenjavo genov. To pomeni, da lahko biologi proizvajajo oblikovalski plazmid, ki vsebuje različne zanimive gene, nato pa e. Coli jih lahko prepričajo, da jih posnamejo in naredijo veliko kopij.

Bruce Lahn, glavni znanstvenik v podjetju Vectorbuilder, podjetja s sedežem v Chicagu v Illinoisu, ponuja orodja za dostavo genov, pravi, da on in drugi biologi že leta opazujejo težave s kakovostjo plazmida. Ko je bil Lahn profesor na univerzi v Chicagu, je doktorski študent šest mesecev preživel v svojem laboratoriju, da je reproduciral dva plazmida, o čemer sta poročala v znanstveni literaturi. "Nismo razmišljali o kakovosti plazmida, potem pa poskus ni deloval", ker so vsebovale napake v plazmidu, pravi.

Zdaj v Vectorbuilder Lahn pravi, da se nenehno spopada s težavo - zato se je odločil, da ga sistematično oceni. Ko kupci oddajo napačen plazmid, "zapravljajo veliko časa", dodatni koraki nadzora kakovosti pa povečajo stroške za proizvodnjo plazmida in njihovo embalažo v virusih, pravi.

Analiza ekipe VectorBuilder je povzročila Smorgasbord napak v več kot 2500 ocenjenih plazmidih. Nekateri so vsebovali gene, ki so kodirali beljakovine, ki so za e. Coli so bili strupeni, kar pomeni, da bi lahko upočasnili ali ustavili rast organizmov, biologom, da bi ponovili svoje plazmide. Drugi, ki so bili namenjeni embalaži v virusih, kodiranih beljakovinah, ki so bili strupeni za te viruse. In nekatere so vsebovale ponavljajoče se zaporedje DNK, ki se lahko kopičijo v mutacijah plazmida.

Pregled napak

Najpogostejše napake so našli Lahn in njegovi kolegi, povezani s ključnim orodjem za gensko terapijo. Terapije so pogosto pakirane v adeno povezane viruse (AAV), ki so v veliki meri neškodljivi in ​​lahko prenašajo zdravljenje v celice. Pri izdelavi plazmida za te raziskovalce sendvičev AAV -ov je terapevtski gen med sekvencami, ki jih imenujemo ITRS, in igrajo ključno vlogo pri zagotavljanju, da je gen v virusu pakiran za dostavo. Te sekvence v bistvu pošiljajo biološki signal celic, ki pravi, da "pripadam temu virusu". Vendar je skupina ugotovila, da ima približno 40% plazmidov AAV v študiji mutacije v regijah ITR, ki bi lahko ponarejale to pomembno sporočilo. Če bi raziskovalci uporabili to napačno oblikovan plazmid, njihova genska terapija ne bi mogla delovati-in bi lahko trajali veliko časa, da bi ugotovili, zakaj.

Mark Kay, specialist za pediatrijo in genetiko na Medicinski šoli v Stanfordu v Kaliforniji, je prav tako videl, da lahko plazmidne napake odložijo laboratorijske projekte. Vendar je prepričan, da lahko znanstveniki prepoznajo in popravijo te napake. Pravi, da raziskovalci genske terapije vedo, da so možne težave ITR in da napake v kliničnem okolju niso verjetno. To je zato, ker imajo regulativni organi, kot je ameriška uprava za hrano in zdravila, stroge standarde, raziskovalci se zavezujejo, da skrbno analizirajo svoje plazmide, preden jih uporabljajo na kliniki.

Nakai pravi, da bi lahko pregled plazmidov za napake z zaporedjem seznanil raziskovalce, ki se zavedajo težav, poudarjenih v študiji. Nekatera podjetja, vključno s Plazmidsaurusom v Eugeneu v Oregonu, in Elim Biopharmaceuticals v Haywardu v Kaliforniji, ponujajo zaporedje plazmidov za približno 15,00 USD na vzorec, pravi Nakai, ki nima finančnega interesa za obe podjetji. Priporoča tudi, da novi laboratorijski delavci porabijo čas za učenje izkušenih plazmidnih oblikovalcev; To je mučen ročni postopek, pravi, toda če se zmotite, lahko zapravi ogromno časa in denarja.

Drug način, da se laboratoriji izognejo težavam, je, da vaše plazmidne zaporedja v skladiščih z odprtim dostopom javno dostopajo, pravi Melina Fan, glavna znanstvena direktorica neprofitne organizacije Addgenene v Watertownu v Massachusettsu. Addgene ponuja takšno skladišče, pravi oboževalec in "sekvence shranjeni plazmid in sporoča podatke o zaporedju prek spletnega mesta za uporabo s strani skupnosti". Pomembno je preveriti plazmide.

Lahn upa, da analiza njegove ekipe usmeri pozornost raziskovalcev na dejstvo, da so ta delovna laboratorijska orodja pogosto jemljena kot samoumevna. "Zdravje orodja je nekaj, o čemer ljudje ne razmišljajo," pravi, čeprav bi morali.

    >

  1. Bai, X. et al. Pretrint o Biorxivu https://doi.org/10.1101/2024.06.17.596931 .