Skip to main content

Developing the iTOP kit: Empowering scientists with efficient intracellular delivery of biologicals in hard-to-manipulate cell types

Article Category

Article available in the folowing languages:

iTOP-Technologie zum Proteintransfer in Zellen

Durch die Veränderung von Genen entstehen oft neue Proteine, welche die Basis vieler Therapien zur Bekämpfung von Krankheiten bilden können. Das Forschungsteam von ENTRANCE hat die Technologie iTOP entwickelt, ein neuartiges System zur Genomeditierung.

Gesundheit

Genomeditierung ist für viele Anwendungen wie zum Beispiel zur Immunmodulation, Krebsbehandlung und Therapie von Erbkrankheiten äußerst vielversprechend. Die Internalisierung von Genom-editierenden Proteinen ist jedoch mit vielen Herausforderungen verbunden, da sie ein hohes Molekulargewicht und eine starke Polarität aufweisen, sodass es ihnen unmöglich ist, die Zellmembran zu durchqueren.

iTOP-Methode zum Transfer Genom-editierender Proteine in Zellen

Das EU-finanzierte Projekt ENTRANCE hat eine Kombination kleiner Moleküle eingesetzt, um Genom-editierende Proteine in Zellen einzuschleusen. Die Projektpartner bezeichneten diesen Prozess als „iTOP“; als Abkürzung für „induzierte Transduktion durch Osmozytose und Propanbetain“. Bei iTOP wird Salz eingesetzt, um Hyperosmolarität zu bewirken, und es löst in Kombination mit der Transduktionsverbindung Propanbetain die makropinozytotische Aufnahme und intrazelluläre Freisetzung extrazellulär applizierter Makromoleküle aus. „Wir waren fasziniert, als wir entdeckten, dass mit der iTOP-Technologie äußerst effizient Genom-editierende Systeme in verschiedene Zelltypen transferiert werden können. Die iTOP-Technologie basiert auf dem Prinzip „Fast in, Fast clearance“, wodurch die Genomeditierung ungiftig, einfach anzuwenden und hocheffizient wird und sie von anderen Ansätzen zu unterscheiden ist“, erklärt Projektkoordinator Marco de Boer, Geschäftsführer und Mitbegründer von NTrans Technologies. Die iTOP-Technologie wurde ursprünglich von der Forschungsgruppe um Niels Geijsen am Hubrecht-Institut und an der Universität Utrecht entwickelt. Technologien zur Genomeditierung verfolgen das Ziel, bestimmte Teile des Genoms für Forschungsbereiche oder therapeutische Zwecke zu modifizieren. Gleichzeitig können sie nur dann wirkungsvoll und sicher sein, wenn sie in die richtigen Zellen und Gewebe transferiert werden können. Der iTOP-Transfer von CRISPR/Cas9 erfolgt in Form eines Ribonukleoproteinkomplexes (RNP), der zwei bedeutende Vorteile hat. Der CRISPR/Cas9-Komplex ist sofort aktiv und führt die gewünschte Modifikation effizient durch. Gleichzeitig wird er nach relativ kurzer Zeit abgebaut, wodurch das Risiko von ungewünschten Off-Target-Effekten im Zusammenhang mit der Nutzung von viralen Vektoren verringert wird. Zudem werden durch den Transfer in Form eines RNP-Komplexes Immunprobleme vermieden, die häufig bei viralem Transfer zu beobachten sind. Das Forschungsteam von NTrans hat die Zusammensetzung von iTOP optimiert und Protokolle für die effektivste Transfektion verschiedener Zelltypen, einschließlich Zelllinien, Stammzellen und T-Lymphozyten, entwickelt. Außerdem haben sie ein Spektrum von Reagenzien für den Transfer verschiedener Moleküle erprobt. „Die Finanzierung von ENTRANCE war für die Entwicklung der iTOP-Technologie grundlegend wichtig“, betont de Boer. Die Plattform ist vermarktungsbereit, und die Partner suchen einen etablierten CRISPR-Instrument-Lieferanten mit internationalem Vertriebsnetz. Die laufenden Bemühungen konzentrieren sich auf die Entwicklung einer proprietären neuartigen CRISPR-Endonuklease, die in Kombination mit iTOP eine einzigartige therapeutische Plattform für Immuntherapie und Genomikanwendungen bieten wird. NTrans unternimmt außerdem die nächsten Schritte in Richtung der klinischen Entwicklung einer Behandlung für die Duchenne-Muskeldystrophie. „Unsere Mission besteht darin, mithilfe der einzigartigen iTOP-Technologie neue revolutionäre Therapien zur Behandlung von genetischen Krankheiten und Krebs zu finden“, stellt de Boer abschließend fest.

Schlüsselbegriffe

ENTRANCE, iTOP, Gentransfer, gezielter Einbau von Genen, CRISPR/Cas9

Entdecken Sie Artikel in demselben Anwendungsbereich