CRISPR-Cas9 जीन संपादन के आगमन के बाद से दशक में, शोधकर्ताओं ने सेल प्रकारों की बढ़ती संख्या में जीन को हटाने या बदलने के लिए प्रौद्योगिकी का उपयोग किया है। अब, ग्लैडस्टोन इंस्टीट्यूट्स और यूसी सैन फ्रांसिस्को (यूसीएसएफ) के शोधकर्ताओं ने मानव मोनोसाइट्स-श्वेत रक्त कोशिकाओं को जोड़ा है जो कि प्रतिरक्षा प्रणाली में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं - उस सूची में।

टीम ने मोनोसाइट्स में उपयोग के लिए CRISPR-Cas9 को अनुकूलित किया है और यह समझने के लिए प्रौद्योगिकी की संभावित उपयोगिता को दिखाया है कि मानव प्रतिरक्षा प्रणाली वायरस और रोगाणुओं से कैसे लड़ती है। उनके परिणाम आज पत्रिका में ऑनलाइन प्रकाशित किए गए रिपोर्टें सेल.

"ये प्रयोग प्रमुख संक्रामक रोगों और मानव प्रतिरक्षा कोशिकाओं के बीच बातचीत पर कई और अध्ययनों के लिए चरण निर्धारित करते हैं," वरिष्ठ लेखक एलेक्स मार्सन, एमडी, पीएचडी, ग्लैडस्टोन-यूसीएसएफ इंस्टीट्यूट ऑफ जीनोमिक इम्यूनोलॉजी के निदेशक और यूसीएसएफ में चिकित्सा के सहयोगी प्रोफेसर कहते हैं। ।

ग्लेडस्टोन के वरिष्ठ अन्वेषक, सह-लेखक, लेखक नीवन क्रोगन, पीएचडी और सह-लेखक के अनुसार, "यह तकनीक मानव जीनों की पहचान करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण है, जो मोनोसाइट्स के कार्य के लिए महत्वपूर्ण है और रोगजनकों की एक नई चिकित्सीय रणनीति के साथ आता है" यूसीएसएफ में मात्रात्मक बायोसाइंसेज इंस्टीट्यूट।

एक इम्यून सेल से दूसरे में

मोनोसाइट्स प्रतिरक्षा कोशिकाएं हैं जो मानव शरीर को रोगजनकों से बचाने में व्यापक भूमिका निभाती हैं। उनके सामान्य कार्य के हिस्से के रूप में, मोनोसाइट्स दो अन्य प्रतिरक्षा सेल प्रकारों को जन्म दे सकते हैं: मैक्रोफेज, जो शरीर में विदेशी सामग्री को नष्ट करते हैं और डेंड्राइटिक कोशिकाओं को नष्ट करते हैं, जो रोगजनकों को पहचानने और अधिक विशिष्ट प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर करने में मदद करते हैं।

मार्सन की टीम ने पहले टी कोशिकाओं का अध्ययन किया है, प्रतिरक्षा कोशिका का एक अलग वर्ग, CRISPR-Cas9 तकनीक का उपयोग करके कोशिकाओं से जीन को चुनिंदा रूप से निकालता है और परिणामों का निरीक्षण करता है। उनके परिणामों ने नए प्रतिरक्षा उपचारों के लिए लक्ष्य की ओर संकेत किया है जो टी कोशिकाओं को बीमारी से लड़ने में अधिक प्रभावी बनाते हैं।

हालांकि, मोनोसाइट्स लैब में अध्ययन के लिए कुख्यात हैं। कोशिकाओं के कुछ रक्त में फैलते हैं और वे शरीर के अंदर की तुलना में पेट्री डिश में अलग तरह से व्यवहार करते हैं। इसलिए, CRISPR-Cas9 को मोनोसाइट्स पर लागू करने से मानक प्रोटोकॉल को ट्विक करने की आवश्यकता होती है। टीम को एक दृष्टिकोण विकसित करना था जो न केवल मोनोसाइट्स के अंदर जीन को बदल देगा, बल्कि यह सुनिश्चित करेगा कि वे संपादित कोशिकाएं अभी भी कार्यात्मक थीं।

अध्ययन के पहले लेखक और मार्सन और क्रोगन प्रयोगशाला में स्नातक छात्र जोसेफ हयात कहते हैं, "एडिटिंग मोनोसाइट्स चुनौतीपूर्ण था, लेकिन हमने महसूस किया कि हमें टी कोशिकाओं के साथ अन्य प्रतिरक्षा कोशिकाओं में मिली सफलता को दोहराने के लिए बहुत महत्वपूर्ण था।"

संक्रमण का अध्ययन करने का एक तरीका

समूह ने दिखाया कि उनके CRISPR- आधारित दृष्टिकोण के साथ संपादित मोनोसाइट्स अभी भी मैक्रोफेज और डेंड्राइटिक कोशिकाओं दोनों को जन्म दे सकते हैं। यह पुष्टि करने के लिए कि क्या इन नई संपादित कोशिकाओं ने सामान्य रूप से व्यवहार किया है, शोधकर्ताओं ने लैब में विकसित कोशिकाओं को संक्रमित किया जो कि तपेदिक का कारण बनते हैं। संपादित मोनोसाइट्स से उत्पन्न मैक्रोफेज, वे पाए गए, अभी भी रोगज़नक़ों को संलग्न करने में सक्षम थे।

शोधकर्ताओं ने आगे दिखाया कि मोनोसाइट्स से जीन SAMHD9 को हटाने के लिए CRISPR-Cas1 का उपयोग किया गया है और इसलिए इसके परिणामस्वरूप मैक्रोफेज- एचआईवी द्वारा कोशिकाओं के संक्रमण को पचास गुना से अधिक बढ़ा दिया गया है। जबकि SAMHD1 पहले से ही एचआईवी से मानव कोशिकाओं की रक्षा के लिए जाना जाता था, प्रयोग ने मोनोसाइट्स में उनके जीन-संपादन दृष्टिकोण की सफलता और रोगों के अध्ययन के लिए अपने वादे की पुष्टि की।

क्रोगन की लैब ने हाल के वर्षों में मानव प्रोटीनों को सूचीबद्ध करने में खर्च किया है जो वायरस कोशिकाओं को संक्रमित करने और प्रचार करने के लिए उपयोग करते हैं। उनके शोध में एचआईवी, तपेदिक, इबोला वायरस और डेंगू वायरस शामिल हैं, जिन्हें मैक्रोफेज और डेंड्राइटिक कोशिकाओं को लक्षित करने के लिए जाना जाता है। इन कोशिकाओं में जीन को संपादित करने की नई क्षमता उनकी टीम को उनके निष्कर्षों को मान्य करने और कमजोरियों की पहचान करने में मदद करेगी जो भविष्य में इन बीमारियों का मुकाबला करने में मदद कर सकते हैं। यह दवाओं के लिए लक्ष्य की ओर भी इशारा कर सकता है जो संक्रमण से लड़ने के लिए मोनोसाइट्स की क्षमता को बढ़ाने में मदद करते हैं, या वायरस को पहले स्थान पर अपहरण करने वाले मोनोसाइट्स से अवरुद्ध करते हैं।

अध्ययन के सह-प्रथम लेखक और पूर्व UCSF शोध सहयोगी डेविन कैवरो कहते हैं, "अब हमें विश्वास है कि हम सफलतापूर्वक मोनोसाइट्स को संपादित कर सकते हैं, हमारा दृष्टिकोण हमें इन कोशिकाओं का गहराई से अध्ययन करने और संक्रामक रोगों में उनकी भूमिका को समझने की अनुमति देगा।" ।

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अध्ययन के बारे में

"इज़ेनिकल प्राइमरी ह्यूमन मायलॉइड सेल्स का कुशल सृजन CRISPR-Cas9 राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन का उपयोग करते हुए" पत्रिका द्वारा प्रकाशित किया गया था रिपोर्टें सेल 11 मई 2021 को: https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(21)00439-3।

अन्य लेखक हैं: माइकल जे। मैकग्रेगर, थियोडोर एल। रोथ, केल्सी एम। हास, उज्जवल राठौर, अंके मेयर-फ्रांके, एरिक शिफरत, यूजिन ली, विग्नेश्वरी तलवार कुमार, डेविड ई। गॉर्डन, जेसन ए। वोज्कोव्स्की, जुड एफ। हॉल्टक्विस्ट, और ग्लैडस्टोन के क्रिस्टल ए फॉन्टेन; वीहाओ झेंग, जोनाथन एम। बुडज़िक, डेविड वू, मोहम्मद एस। बोउजीडी, एरिक। वी। डांग, सतीश के। पिल्लई, और जोएल डी। अर्न्स्ट ऑफ यूसी सैन फ्रांसिस्को; और यूसी बर्कले के जेफरी एस। कॉक्स।

यह काम राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान (P50 AI150476, U19 AI135990, P01 AI063302, R01 AI150449, और R01 AI124471) और जेम्स बी। पेंडलटन चैरिटेबल ट्रस्ट द्वारा वित्त पोषित किया गया था।

इसमें शामिल शोधकर्ताओं को नेशनल साइंस फाउंडेशन, रुथ एल। किर्शस्टीन फैलोशिप, जे। अरोनोव, जी। हॉसकिन, के। जॉर्डन, बी। बकर और काफिल्ड परिवार, ग्लैडस्टोन, द इनोवेटिव जीनोमिक्स इंस्टीट्यूट, के द्वारा समर्थित किया जाता है। पार्कर इंस्टीट्यूट फॉर कैंसर इम्यूनोथेरेपी, बरोज वेलकम फंड के मेडिकल साइंटिस्ट्स के लिए एक कैरियर अवार्ड, कैंसर रिसर्च इंस्टीट्यूट से लॉयड जे ओल्ड स्टार अवार्ड, चैन जुकरबर्ग बायोहब, वीर बायोटेक्नोलॉजी, एफ। हॉफमैन-लारोचे, और बायोफुलक्रम वायरल। और ग्लैडस्टोन में संक्रामक रोग अनुसंधान कार्यक्रम।

ग्लैडस्टोन संस्थानों के बारे में

यह सुनिश्चित करने के लिए कि हमारा काम सबसे अच्छा है, ग्लैडस्टोन इंस्टीट्यूट्स (https: //ख़ुशी का पत्थर।org) गहन चिकित्सा, आर्थिक और सामाजिक प्रभाव वाली अनसुलझी बीमारियों के साथ स्थितियों पर ध्यान केंद्रित करता है। ग्लैडस्टोन एक स्वतंत्र, गैर-लाभकारी जीवन विज्ञान अनुसंधान संगठन है जो रोग को दूर करने के लिए दूरदर्शी विज्ञान और प्रौद्योगिकी का उपयोग करता है। यह सैन फ्रांसिस्को के कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के साथ एक शैक्षणिक संबद्धता है।