脂质纳米颗粒基因编辑在实验室测试中将 CFTR 功能恢复至最高 100% 正常水平
一种脂质纳米颗粒基因编辑方法将完整、健康的 CFTR 基因导入人类气道细胞，并在实验室测试中将 CFTR 功能恢复至正常水平的 88%至100%。这项非病毒策略旨在为囊性纤维化提供一种不依赖特定突变的治疗路径。
研究人员开发出一种用于囊性纤维化的非病毒基因编辑策略，利用脂质纳米颗粒将完整、健康的CFTR基因副本插入人类气道细胞。在实验室测试中，该治疗使约3%至4%的细胞成功插入健康的 CFTR 基因，并使整个细胞群体的CFTR 通道功能恢复到正常水平的 88%至100%。
这项发表于Advanced Functional Materials的研究显示，脂质纳米颗粒可被设计为携带基因编辑机制的 3 个组成部分：用于在精确位置切割 DNA 的CRISPR、用于靶向正确基因组位点的引导分子，以及编码完整功能性 CFTR 基因副本的 DNA 模板。研究人员表示，此前尚未有研究证明，能够将所有这些成分装入单一颗粒中，尤其是在像 CFTR 这样大的基因情况下。
研究人员在实验室培养的人类气道细胞中测试了这一系统，这些细胞携带一种对现有药物无反应的严重囊性纤维化突变。替代用 CFTR 基因经过设计，可在进入细胞后最大限度提高蛋白产量，从而使即便只有少量被纠正的细胞，也能产生超出其数量比例的显著效果。
囊性纤维化由 CFTR 基因突变引起，该基因编码一种有助于氯离子和水在气道细胞表面转运的通道。尽管 CFTR 调节剂已经彻底改变了许多囊性纤维化患者的治疗状况，但约10%的患者几乎不产生或完全不产生 CFTR 蛋白，因此这些药物没有作用靶点。
由于与囊性纤维化相关的突变超过1,700种，研究团队的目标是开发一种通用的、不依赖特定突变的基因治疗。通过将治疗性基因直接插入基因组，这一策略可能使细胞能够随着时间持续产生具有功能的 CFTR 蛋白，而无需重复给药。
研究人员表示，下一项挑战是将疗法递送至位于肺部保护性衬层深处的气道干细胞，这些细胞会持续更新并修复肺组织。他们还指出，作为囊性纤维化标志性特征的气道内黏稠黏液，也是触及这些细胞的另一项障碍。