遺伝性網膜ジストロフィーの潜在的な治療戦略としてのin vivoゲノム編集

in vivoゲノム編集は、単一障害の治療における新しい分野を表しています。これは、導入遺伝子発現の低レベルおよび限られた持続時間である古典的な遺伝子付加療法の現在のハードルの解決策を構成する可能性があるためです。TALEN（エフェクターヌクレアーゼなどの転写活性化因子）やRNAベースのヌクレアーゼ（クラスター化された調節性散形成の短いパリンドローム反復 - CRISPR -CAS）などの非常に特異的なエンドヌクレアーゼによって、変異部位に二重鎖切断（DSB）が導入された後、セル自身DNA修復機械は、DNA鎖の完全性を回復し、変異体配列を修正し、したがって、細胞が必要に応じてタンパク質レベルを生成できるようにします。DNAの修復は、誤差が発生しやすい非同性結合（NHEJ）経路を介して、またはDNAドナーテンプレートの存在下での相同性監督修復（HDR）を通じて高い忠実度を伴ういずれかです。微小ホモロジーを媒介したエンドジング（MMEJ）と呼ばれる3番目の経路が最近発見されました。このレビューでは、著者は、さまざまなDNA修復メカニズム、ゲノム編集のための現在の最先端のツール、およびin vivo治療アプローチに関する網膜と光受容体の特殊性に焦点を当てています。最後に、生体内での網膜ゲノム編集の分野での現在の試みが議論され、研究の将来の方向性が特定されました。

In vivo genome editing represents an emerging field in the treatment of monogenic disorders, as it may constitute a solution to the current hurdles in classic gene addition therapy, which are the low levels and limited duration of transgene expression. Following the introduction of a double strand break (DSB) at the mutational site by highly specific endonucleases, such as TALENs (transcription activator like effector nucleases) or RNA based nucleases (clustered regulatory interspaced short palindromic repeats - CRISPR-Cas), the cell's own DNA repair machinery restores integrity to the DNA strand and corrects the mutant sequence, thus allowing the cell to produce protein levels as needed. The DNA repair happens either through the error prone non-homologous end-joining (NHEJ) pathway or with high fidelity through homology directed repair (HDR) in the presence of a DNA donor template. A third pathway called microhomology mediated endjoining (MMEJ) has been recently discovered. In this review, the authors focus on the different DNA repair mechanisms, the current state of the art tools for genome editing and the particularities of the retina and photoreceptors with regard to in vivo therapeutic approaches. Finally, current attempts in the field of retinal in vivo genome editing are discussed and future directions of research identified.