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» 2021年12月23日 15時00分 公開

効果が長期間持続する、筋ジストロフィーのゲノム編集治療に成功医療技術ニュース

京都大学iPS細胞研究所は、ゲノム編集治療に利用できる脂質ナノ粒子輸送システムを開発し、筋ジストロフィーモデルマウスのゲノム編集に成功した。効果が長期間持続し、かつ繰り返し投与できるため、骨格筋疾患の新しい治療法として期待できる。

[MONOist]

 京都大学iPS細胞研究所(CiRA)は2021年12月8日、ゲノム編集治療に利用できる脂質ナノ粒子(LNP)輸送システムを開発し、筋ジストロフィーモデルマウスのゲノム編集に成功したと発表した。武田薬品工業との共同研究プログラム「T-CiRA」による成果だ。

 デュシェンヌ型筋ジストロフィーは、遺伝子の一部に変異が起こり、ジストロフィンタンパク質が作れずに発症する筋疾患難病だ。その治療法として、ジストロフィンタンパク質を作れるようにする、ゲノム編集治療が期待されている。

 ただし、病態は骨格筋の広範に及ぶため、1回の投与ではゲノム編集薬剤が行き渡らず、複数回の投与が必要となる。しかし、従来のアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターによる遺伝子導入法では中和抗体ができてしまい、繰り返しの遺伝子導入が困難だった。

 研究チームは今回、LNPを利用して、ゲノム編集に必要な酵素CRISPR-Cas9を広範囲の筋肉組織へ運搬する方法を開発した。

 まず、mRNAを効率的に送達できるLNP組成を探索した。ここで見出したLNPにCas9 mRNAとガイドRNAを搭載し(LNP-CRISPR)、マウスの骨格筋で効率良くゲノム編集が起こることを確認した。

キャプション LNPを構成する成分[クリックで拡大] 出所:T-CiRA

 筋ジストロフィーモデルマウスにLNP-CRISPRを1回投与したところ、ジストロフィンタンパク質の回復効果が12カ月間、持続することを確認した。従来のジストロフィン遺伝子のmRNAに作用する核酸医薬の投与では、効果は1カ月間しか続かなかった。

キャプション LNP-CRISPRを1回投与することで、ジストロフィンタンパク質の回復効果が1年間継続する[クリックで拡大] 出所:T-CiRA

 また、初回投与から28日後に再投与したところ、ゲノム編集活性を確認できた。さらに、2週間かけてLNP-CRISPRを6回投与した筋ジストロフィーモデルマウスでは、38.5%の筋繊維でジストロフィンタンパク質の発現が観察できた。このことから、LNP-CRISPRを繰り返し利用して、ゲノム編集を起こせることが分かった。

キャプション 2回目投与後28日目のゲノム編集によるルシフェラーゼ反応[クリックで拡大] 出所:T-CiRA

 効率的に広範囲の筋肉へ薬剤を届ける方法を確認するため、ゲノム編集が及ぶ範囲を静脈からの灌流(かんりゅう)投与と筋肉注射で比較した。筋肉注射では注射した骨格筋のみでゲノム編集が起こったが、灌流投与では多くの筋肉でゲノム編集が起きていた。

キャプション 筋肉注射と灌流によるゲノム編集効率の比較[クリックで拡大] 出所:T-CiRA

 筋ジストロフィーのゲノム編集では、骨格筋組織全体にゲノム編集酵素を行き渡らせる方法の開発が求められていた。効果が長期間持続し、繰り返し投与できる今回の技術は、骨格筋疾患の治療に利用できる新手法として期待できる。

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