靶向RNA的CRISPR-Cas13d技术已被用于消除编码导致亨廷顿舞蹈病(HD)的有毒蛋白质的RNA转录本。该技术由加利福尼亚大学(UC)圣地亚哥医学院的研究人员开发，在小鼠模型中被证明可以减轻HD症状。详细的发现发表在NatureNeuroscience上。
文章指出，使用靶向RNA的CRISPR酶可能比使用靶向DNA的CRISPR酶更安全。如果靶向RNA的CRISPR酶会引起负面副作用，则可以停止其给药，并且副作用可能是可逆的。然而，靶向DNA的CRISPR酶可能会导致患者基因组发生不可逆的非特异性和意外修饰。
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圣地亚哥团队瞄准的RNA是突变体RNA(和突变体蛋白)，当突变体版本的亨廷顿蛋白(HTT)基因表达时会积累。由于突变的HTT基因包含异常大量的特定DNA片段(即CAG片段)的重复序列，因此产生的突变RNA最终被翻译成异常大的亨廷顿蛋白。蛋白质被切成碎片，粘在一起并积聚在神经元中，破坏它们的功能。
由于蛋白质片段的毒性累积，大脑某些区域的神经元死亡并引起HD的体征和症状——运动、协调和认知功能逐渐丧失。全世界有超过200,000人患有这种遗传病，在美国大约有30,000人。超过四分之一的百万美国人有从受影响的父母那里继承HD的风险。没有治愈方法。
“我们的细胞很难复制重复的DNA，这些复制错误会导致重复序列随着每一代的增长而变长，”NatureNeuroscience文章的资深作者，细胞和分子医学教授GeneYeo博士说。加州大学圣地亚哥分校医学院。“在亨廷顿基因中，这些重复序列有时会长到正常长度的许多倍，由此产生的重复扩增的蛋白质往往会聚集并在大脑中称为纹状体的部分形成有毒团块，而纹状体对调节运动很重要。纹状体中功能性神经元的丧失最终会导致HD症状。”
Yeo和他的团队与加州大学尔湾分校和约翰霍普金斯大学的同事一起研究了最近描述的靶向RNA的CRISPR技术是否可用于靶向与HD相关的突变RNA。他们开发了一种突变等位基因敏感的CAGEXRNA靶向CRISPR-Cas13d系统(Cas13d–CAGEX)，该系统消除了来自HD患者的成纤维细胞和诱导的多能干细胞衍生神经元中的毒性CAGEXRNA。他们还测试了通过腺相关病毒载体向纹状体内递送Cas13d–CAGEX是否会选择性地降低HD小鼠模型中的突变HTTmRNA和蛋白质水平。
研究人员在一篇题为“靶向RNA的CRISPR-Cas13d系统减轻亨廷顿病模型中与疾病相关的表型”的文章中介绍了他们的结果。
“[Cas13d-CAGEX的纹状体递送]导致运动协调得到改善，纹状体萎缩减弱，突变HTT蛋白聚集体减少，”该文章的作者写道。“这些表型改善至少持续了八个月，没有产生不良影响，并且脱靶转录组效应最小。综上所述，我们证明了靶向RNA的CRISPR-Cas13d系统作为HD治疗方法的原理证明，该策略对治疗其他显性遗传疾病具有重要意义。”
从本质上讲，研究人员发现他们的方法不仅针对并破坏了突变的RNA分子，而且还清除了有毒蛋白质的积累。他们还证明，其他人类基因的表达通常不会被该疗法破坏。
“我们的目标是设计一种治疗方法，它只针对导致HD的有毒RNA，并且可以保持人类基因组和转录组的其余部分完好无损，”共同第一作者、Yeo实验室研究员KathrynMorelli博士说。.“我们专门筛选了HD患者细胞系中的顶级治疗结构，以确保这一点。”
事实证明，开发有效的HD疗法具有挑战性。例如，在2021年，两项针对有前景的基因疗法的临床试验因结果令人失望而中止。这两种潜在的药物都被吹捧为HD的游戏规则改变者。目前，没有任何治疗可以改变疾病的进程，但药物可以减轻一些症状。
“主要是由于靶标特异性和毒性作用，临床试验失败后，亨廷顿舞蹈症社区遭受重创，”Yeo说。“但他们的终止只会重新激发科学界寻找替代策略的活力。”
