[STUDI] Sangamo: CD4 e staminali resi CCR5- mediante ZFN II

Ricerca scientifica finalizzata all'eradicazione o al controllo dell'infezione.
Dora
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Re: [STUDI] Sangamo: CD4 e staminali resi CCR5- mediante ZFN

Messaggio da Dora » martedì 10 luglio 2012, 15:27

Leon ha scritto:secondo me, non è necessario straapprofondire qualunque cosa, anche perché, per quanto mi riguarda, sono certo che non avrei assolutamente i mezzi per comprendere, né tanto meno per giudicare, un lavoro di questo tipo.
Non saprei proprio dire il perché, ma con J.Levin la sintonia perdura.

È certamente vero che gli aspetti più tecnici di alcuni lavori sono di gran lunga al di là della mia capacità di comprensione, ma sovente anche negli articoli più difficili capita di cogliere aspetti utili a capire argomenti che si seguono da anni.
È questo il caso del breve articolo di Barbas, che Levin (credo) renderà presto disponibile attraverso http://www.natap.org/ e del quale riporto qui sotto alcuni stralci, segnalando in particolare la rapidità con cui le ZFN si disintegrano, una volta distrutto il gene che codifica per il CCR5. (*)

Vi anticipo anche che dopodomani Sangamo parteciperà alla Seventh Annual JMP Securities Healthcare Conference, durante la quale fornirà aggiornamenti sulle proprie ricerche su ZFN e ZFP. Sarà interessante vedere se Edward Lanphier avrà qualcosa da dire sul lavoro di Barbas.


(*) Ecco il PDF: http://www.natap.org/2012/HIV/nmeth.2030.pdf

**************************************

Targeted gene knockout by direct delivery of zinc-finger nuclease proteins

Nature Methods 01 July 2012

Thomas Gaj, Jing Guo, Yoshio Kato, Shannon J Sirk & Carlos F Barbas III


(...) we hypothesized that ZFNs might penetrate the cell in the absence of additional modification. We expressed in Escherichia coli ZFNs designed to target the CCR5 gene and lacking any transduction domain and then purified them to homogeneity from either the soluble or the insoluble fractions. In vitro analysis confirmed that functional ZFN proteins with similar DNA cleavage profiles could be obtained by either method.

(...) To determine the ability of ZFN proteins to penetrate cells and stimulate mutagenesis, we generated a fluorescence-based reporter system to measure ZFN-induced DSBs [double-strand breaks]. This system uses an integrated EGFP gene whose expression has been interrupted by a frameshift mutation introduced by a strategically placed ZFN cleavage site. ZFN proteins that penetrate reporter cells can induce DSBs at this target site and drive the introduction of small insertions and deletions in the EGFP locus by NHEJ [non-homologous end joining]. Because NHEJ is a stochastic process, approximately one-third of these mutational events (+2, +5, +8,... bp or −1, −4, −7,... bp) will restore the frame and EGFP function.

Direct application of ZFN proteins to reporter cells resulted in a dose-dependent increase in EGFP fluorescence (...).

Extended periods of incubation (>60 min) did not increase the frequency of genome editing. Consecutive protein treatments, however, did increase the percentage of EGFP-positive cells (...).

(...) CD4+ cells subjected to three consecutive treatments with 0.5 μM ZFN proteins had gene-disruption frequencies >8%. As observed in the reporter system, the frequency of gene disruption increased with repeated protein treatments. Sequence analysis of cloned CCR5 alleles amplified from each treated cell type confirmed the presence of ZFN-induced insertions and deletions in the CCR5 gene.

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To investigate the cleavage specificity of ZFNs using this approach, we evaluated the activity of the CCR5 ZFN proteins against nine previously described6, 15 off-target cleavage sites in HEK293 cells. In direct comparison to Lipofectamine-mediated transient transfection of ZFN expression plasmids, we found that cells subjected to consecutive protein treatments showed a marked decrease in ZFN activity at every off-target site, including the CCR2 locus. Notably, there was no detectable ZFN activity at three of these loci. Western blot analysis showed complete degradation of delivered ZFN proteins <4 h after application, whereas cells transfected with ZFN expression plasmids produced high-levels of protein continuously from 16 h to 72 h after transfection. These results indicate that the differences in cleavage specificity could be attributable to the short half-lives of transduced ZFN proteins and that limiting the duration of ZFN exposure inside cells is a viable method for minimizing toxicity. Consistent with these degradation kinetics, cells treated with ZFN proteins showed maximum activity at 8 h, whereas cells expressing ZFNs from plasmid DNA showed maximum activity at 48 h.

(...) We have demonstrated the intrinsic cell-penetrating capabilities of the standard ZFN architecture. Furthermore, we have shown that direct delivery of ZFNs as proteins can be used to disrupt the expression of endogenous genes in a variety of mammalian cell types, including primary CD4+ T cells and primary adult human dermal fibroblasts, which are frequently used to generate induced pluripotent stem cells. In contrast to methods that require ZFN expression from DNA, ZFN protein delivery leads to comparatively fewer off-target cleavage events and does not carry the risk of insertional mutagenesis. Thus, this method is suitable for genome-editing applications in which minimizing cellular toxicity or maintaining genetic integrity is of particular importance, such as the in vitro modeling of human diseases and the ex vivo modification of nontransformed human cell types. We show that this method can also be used to modify difficult-to-transfect cell types, including patient-derived leukemia cell lines and primary human lymphocytes, supporting the use of this technique in place of viral-mediated gene delivery for inducing gene knockouts in cultured cells for reverse genetics and drug discovery. As methods for engineering cell permeability into proteins improve, we anticipate that protein delivery and the benefits afforded therein will be extended to other designer nucleases, including TALENs.



Dora
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Re: [STUDI] Sangamo: CD4 e staminali resi CCR5- mediante ZFN

Messaggio da Dora » giovedì 12 luglio 2012, 18:02

Dora ha scritto:Vi anticipo anche che dopodomani Sangamo parteciperà alla Seventh Annual JMP Securities Healthcare Conference, durante la quale fornirà aggiornamenti sulle proprie ricerche su ZFN e ZFP. Sarà interessante vedere se Edward Lanphier avrà qualcosa da dire sul lavoro di Barbas.
Ho appena ascoltato la relazione di Lanphier alla 7th Annual JMP Securities Healthcare Conference e non ha detto nulla di specifico sulla *concorrenza* delle ZFN di Barbas. Ha però risposto a una domanda del pubblico, sostenendo - ovviamente - che esistono molti modi per portare delle proteine a modificare il genoma di una cellula, ma i vettori lentivirali usati da Sangamo sono la norma e sono sicuri.
Ha inoltre raccontato che i dati della fase II dell'SB-728-T, nelle sue varie versioni, verranno resi noti nei prossimi congressi che si terranno quest'anno e un aggiornamento si avrà già durante la prossima conference call in cui verranno discussi i risultati di Sangamo nel secondo quarto dell'anno (il 25 luglio).
Ha aggiunto che non è stato molto difficile trovare volontari per i trial (rispetto a quando Lalezari metteva annunci sui quotidiani di San Francisco, un passo avanti. Si vede che, fra i pazienti, la sperimentazione sta guadagnando in serietà.).
Inoltre, a quanto pare, Sangamo ha trovato un partner: ha creato un'alleanza strategica con Shire.

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skydrake
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Re: [STUDI] Sangamo: CD4 e staminali resi CCR5- mediante ZFN

Messaggio da skydrake » venerdì 13 luglio 2012, 16:27

Nel frattempo io sto seguendo e ogni tanto intervengo nel thread parallelo su http://www.poz.com
Ma c'è da dire che per ogni post ragionevole ce ne sono 2 di divagazioni e 4 di complottari. Bellissima la deriva che stà prendendo la' a partire dalla mia osservazione nella quale sollevavo dubbi sulla efficacia della terapia a dita di zinco nel cervello causa la presenza degli astrociti:
freewillie99 Today at 10:08:58 AM ha scritto: Reply #303 on: Zinc Finger Proteins Put Personalized HIV Therapy Within Reach
Skydrake Today at 05:37:13 AM ha scritto:Is the target of zinc therapy to make survive hiv+ but with HIV-related dementia?
Yes, it's all a big conspiracy. Sangamo's evil plan is to create an army of HIV dementia zombies that they can control to take over the world.
Viceversa, interessante questa osservazione:
misterprice Yesterday at 05:41:03 PM ha scritto:Eri, R, et al., CCR5-Delta 32 mutation is strongly associated with primary sclerosing cholangitis. Genes And Immunity 5(6):444–450, September 2004.

http://www.nature.com/gene/journal/v5/n ... 4113a.html

Ad I said, the CCR5 receptor plays an important role in the inflammatory process.



Dora
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Re: [STUDI] Sangamo: CD4 e staminali resi CCR5- mediante ZFN

Messaggio da Dora » venerdì 13 luglio 2012, 17:00

skydrake ha scritto:Nel frattempo io sto seguendo e ogni tanto intervengo nel thread parallelo su http://www.poz.com
Ma c'è da dire che per ogni post ragionevole ce ne sono 2 di divagazioni e 4 di complottari. Bellissima la deriva che stà prendendo la' a partire dalla mia osservazione nella quale sollevavo dubbi sulla efficacia della terapia a dita di zinco nel cervello causa la presenza degli astrociti:
freewillie99 Today at 10:08:58 AM ha scritto: Reply #303 on: Zinc Finger Proteins Put Personalized HIV Therapy Within Reach
Skydrake Today at 05:37:13 AM ha scritto:Is the target of zinc therapy to make survive hiv+ but with HIV-related dementia?
Yes, it's all a big conspiracy. Sangamo's evil plan is to create an army of HIV dementia zombies that they can control to take over the world.
Ehm ... sicuro che non ti stia prendendo in giro? Freewillie è uno degli utenti di forum.poz che amano di più le ZFN e la terapia genica e sta contribuendo da anni a quel thread.
Mi sa tanto che è lui che ha preso te per maniaco dei complotti. :lol:




skydrake
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Re: [STUDI] Sangamo: CD4 e staminali resi CCR5- mediante ZFN

Messaggio da skydrake » venerdì 13 luglio 2012, 17:44

O è anche lui esasperato dagli altri. Spara nel gruppo e colpirai almeno un complottaro.



Dora
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Re: [STUDI] Sangamo: CD4 e staminali resi CCR5- mediante ZFN

Messaggio da Dora » domenica 22 luglio 2012, 22:43

Anche se non è un lavoro di Sangamo e tratta di un uso differente delle ZFN rispetto a quello cui siamo abituati, segnalo qui un abstract presentato ad AIDS 2012 da David Segal, UC Davis Genome Center:


Engineered zinc finger nucleases to inactivate the HIV genome

K. Theva Das, D. Segal

UC Davis, Genome Center/School of Medicine, Davis, United States


Background: This research seeks to inactivate HIV by in vivo genetic modification using custom zinc finger nucleases (ZFNs). We hypothesize that nuclease-induced mutagenesis of ultra-conserved regions of HIV-1 will permanently cripple the virus. Cleavages that occur within the transcribed region of the genome will also stimulate homologous recombination between the long terminal repeats of the virus, resulting in the deletion of all viral genes. The therapeutic potential of attenuating HIV replication by genome targeted nucleases will be assessed in cell culture systems, towards the long-term goals of engineering HIV-resistant hematopoietic stem cells and attacking viral reservoirs.

Methods:
a) Designing and testing ZFNs targeting conserved sites of HIV in a plasmid-based reporter assay
Nucleases that specifically recognize conserved HIV sequences were designed and tested in a plasmid-based reporter assay, the single-strand annealing assay (SSA) to determine whether nucleases cleave target sites in vivo.
b) Studying the biology of HIV by looking at the effect of ZFNs in a stably integrated HIV model system
Study how ZFN-induced cellular repair mechanisms affect production and infectivity of the virus with several analyses including fluorescence-activated cell sorting (FACS), sequencing and a p24 assay.
c) Studying the effect of ZFNs on replicating viruses in permissive cells
PM1 cells treated with ZFNs will be challenged with three different virus strains: M-tropic, T-tropic and dual-tropic. Cell culture supernatant will be collected at various time points and virus titer calculated by p24 analysis. The effect on viral replication will be determined.

Results:
a) Single-strand annealing assay (SSA) results show three highly active ZFNs targeting Gag, Rev, and Env.
b) Stably integrated model system has already been constructed and studies are in progress.

Conclusions: Our preliminary data demonstrates that we have engineered multiple ZFNs that can cleave at ultra-conserved regions of the HIV genome with high efficiency and potentially attenuate HIV replication.



skydrake
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Re: [STUDI] Sangamo: CD4 e staminali resi CCR5- mediante ZFN

Messaggio da skydrake » lunedì 23 luglio 2012, 9:15

Per "a plasmid-based reporter assay", intendono anche le cellule staminali ematopoietiche?



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Re: [STUDI] Sangamo: CD4 e staminali resi CCR5- mediante ZFN

Messaggio da Dora » lunedì 23 luglio 2012, 18:05

skydrake ha scritto:Per "a plasmid-based reporter assay", intendono anche le cellule staminali ematopoietiche?
Non ho capito la domanda.
Questi della UC Davis non hanno usato le ZFN su cellule, siano CD4 o staminali, ma direttamente sul virus: mediante un test basato su una tecnica di "plasmid rescue", che serve per clonare sequenze di DNA [per vedere che cos'è un plasmide: http://en.wikipedia.org/wiki/Plasmid], hanno solo controllato che le nucleasi a dita di zinco, da loro costruite perché andassero a distruggere delle sequenze altamente conservate del genoma virale (Gag, Rev ed Env), andassero proprio dove dovevano.
A quanto pare, così è stato.



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Re: [STUDI] Sangamo: CD4 e staminali resi CCR5- mediante ZFN

Messaggio da Leon » lunedì 23 luglio 2012, 18:37

Dora ha scritto:Anche se non è un lavoro di Sangamo e tratta di un uso differente delle ZFN rispetto a quello cui siamo abituati, segnalo qui un abstract presentato ad AIDS 2012 da David Segal, UC Davis Genome Center:

Engineered zinc finger nucleases to inactivate the HIV genome

[...]
Scusa, Dora, ma 'sta roba qua, in questo thread, c'entra meno dei cavoli a merenda.

A parte ciò, o io non ho capito niente (possibilissimo), o questi sono COMPLETAMENTE pazzi: usare delle NUCLEASI (piccolezze) IN VIVO (strapiccolezze) per ottenere un PARZIALE effetto antiretrovirale (quando la HAART il virus lo stermina, almeno dove arriva, se vogliamo dar retta a quelli che sostengono l'esistenza dei "santuari farmacologici") e che, comunque, NON riguarda assolutamente i reservoirs??? MA CHE SI RICOVERINO E LA FINISCANO CON QUESTE SCEMENZE DA APPRENDISTI STREGONI!



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Re: [STUDI] Sangamo: CD4 e staminali resi CCR5- mediante ZFN

Messaggio da Dora » lunedì 23 luglio 2012, 18:44

Leon ha scritto:Scusa, Dora, ma 'sta roba qua, in questo thread, c'entra meno dei cavoli a merenda.
Mah ... non sapevo dove postarlo e son pur sempre ZFN.
Non so se sono scemenze, a me l'idea di far fuori il virus anche "dall'interno" incuriosisce. Vedremo se ne uscirà qualcosa o se sarà l'ennesima ricerca che affonda nel nulla.



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