CRISPR/Cas9-Mediated Allele-Specific Disruption of a Dominant COL6A1 Pathogenic Variant Improves Collagen VI Network in Patient Fibroblasts
Por:
López-Marquez A, Morín M, Fernández-Peñalver S, Badosa-Gallego MC, Hernández-Delgado A, Natera-de Benito D, Ortez-Gonzalez CI, Nascimento-Osorio A, Grinberg-Vaisman DR, Balcells S, Roldan-Molina M, Moreno-Pelayo MÁ and Jimenez-Mallebrera C
Publicada:
1 abr 2022
Ahead of Print:
16 abr 2022
Resumen:
Collagen VI-related disorders are the second most common congenital muscular dystrophies for which no treatments are presently available. They are mostly caused by dominant-negative pathogenic variants in the genes encoding alpha chains of collagen VI, a heteromeric network forming collagen; for example, the c.877G>A; p.Gly293Arg COL6A1 variant, which alters the proper association of the tetramers to form microfibrils. We tested the potential of CRISPR/Cas9-based genome editing to silence or correct (using a donor template) a mutant allele in the dermal fibroblasts of four individuals bearing the c.877G>A pathogenic variant. Evaluation of gene-edited cells by next-generation sequencing revealed that correction of the mutant allele by homologous-directed repair occurred at a frequency lower than 1%. However, the presence of frameshift variants and others that provoked the silencing of the mutant allele were found in >40% of reads, with no effects on the wild-type allele. This was confirmed by droplet digital PCR with allele-specific probes, which revealed a reduction in the expression of the mutant allele. Finally, immunofluorescence analyses revealed a recovery in the collagen VI extracellular matrix. In summary, we demonstrate that CRISPR/Cas9 gene-edition can specifically reverse the pathogenic effects of a dominant negative variant in COL6A1.
Filiaciones:
López-Marquez A:
Laboratorio de Investigación Aplicada en Enfermedades Neuromusculares, Unidad de Patología Neuromuscular, Servicio de Neuropediatría, Institut de Recerca Sant Joan de Déu, Santa Rosa 39-57, 08950 Esplugues de Llobregat, Spain
Centro de Investigaciones Biomédicas en Red de Enfermedades Raras (CIBERER), Av. Monforte de Lemos 3-5, 28029 Madrid, Spain
Institut de Recerca Sant Joan de Déu, Santa Rosa 39-57, 08950 Esplugues de Llobregat, Spain
Morín M:
Centro de Investigaciones Biomédicas en Red de Enfermedades Raras (CIBERER), Av. Monforte de Lemos 3-5, 28029 Madrid, Spain
Servicio de Genética, Hospital Universitario Ramón y Cajal, Instituto Ramón y Cajal de Investigación Sanitaria, Ctra. de Colmenar Viejo Km. 9.100, 28034 Madrid, Spain
Fernández-Peñalver S:
Servicio de Genética, Hospital Universitario Ramón y Cajal, Instituto Ramón y Cajal de Investigación Sanitaria, Ctra. de Colmenar Viejo Km. 9.100, 28034 Madrid, Spain
Badosa-Gallego MC:
Laboratorio de Investigación Aplicada en Enfermedades Neuromusculares, Unidad de Patología Neuromuscular, Servicio de Neuropediatría, Institut de Recerca Sant Joan de Déu, Santa Rosa 39-57, 08950 Esplugues de Llobregat, Spain
Institut de Recerca Sant Joan de Déu, Santa Rosa 39-57, 08950 Esplugues de Llobregat, Spain
:
Laboratorio de Investigación Aplicada en Enfermedades Neuromusculares, Unidad de Patología Neuromuscular, Servicio de Neuropediatría, Institut de Recerca Sant Joan de Déu, Santa Rosa 39-57, 08950 Esplugues de Llobregat, Spain
Institut de Recerca Sant Joan de Déu, Santa Rosa 39-57, 08950 Esplugues de Llobregat, Spain
Natera-de Benito D:
Laboratorio de Investigación Aplicada en Enfermedades Neuromusculares, Unidad de Patología Neuromuscular, Servicio de Neuropediatría, Institut de Recerca Sant Joan de Déu, Santa Rosa 39-57, 08950 Esplugues de Llobregat, Spain
Institut de Recerca Sant Joan de Déu, Santa Rosa 39-57, 08950 Esplugues de Llobregat, Spain
Ortez-Gonzalez CI:
Laboratorio de Investigación Aplicada en Enfermedades Neuromusculares, Unidad de Patología Neuromuscular, Servicio de Neuropediatría, Institut de Recerca Sant Joan de Déu, Santa Rosa 39-57, 08950 Esplugues de Llobregat, Spain
Institut de Recerca Sant Joan de Déu, Santa Rosa 39-57, 08950 Esplugues de Llobregat, Spain
Nascimento-Osorio A:
Laboratorio de Investigación Aplicada en Enfermedades Neuromusculares, Unidad de Patología Neuromuscular, Servicio de Neuropediatría, Institut de Recerca Sant Joan de Déu, Santa Rosa 39-57, 08950 Esplugues de Llobregat, Spain
Centro de Investigaciones Biomédicas en Red de Enfermedades Raras (CIBERER), Av. Monforte de Lemos 3-5, 28029 Madrid, Spain
Institut de Recerca Sant Joan de Déu, Santa Rosa 39-57, 08950 Esplugues de Llobregat, Spain
Grinberg-Vaisman DR:
Centro de Investigaciones Biomédicas en Red de Enfermedades Raras (CIBERER), Av. Monforte de Lemos 3-5, 28029 Madrid, Spain
Institut de Recerca Sant Joan de Déu, Santa Rosa 39-57, 08950 Esplugues de Llobregat, Spain
Departamento de Genética, Microbiología y Estadística, Facultad de Biología, Institut de Biomedicina de la Universitat de Barcelona (IBUB), Universitat de Barcelona, Av. Diagonal 643, 08028 Barcelona, Spain
Balcells S:
Centro de Investigaciones Biomédicas en Red de Enfermedades Raras (CIBERER), Av. Monforte de Lemos 3-5, 28029 Madrid, Spain
Institut de Recerca Sant Joan de Déu, Santa Rosa 39-57, 08950 Esplugues de Llobregat, Spain
Departamento de Genética, Microbiología y Estadística, Facultad de Biología, Institut de Biomedicina de la Universitat de Barcelona (IBUB), Universitat de Barcelona, Av. Diagonal 643, 08028 Barcelona, Spain
Roldan-Molina M:
Institut de Recerca Sant Joan de Déu, Santa Rosa 39-57, 08950 Esplugues de Llobregat, Spain
Unidad de Microscopia Confocal e Imagen Celular, Servicio de Medicina Genética y Molecular, Institut Pediàtric de Malalties Rares (IPER), Hospital Sant Joan de Déu, Passeig Sant Joan de Deu, 2, 08950 Esplugues de Llobregat, Spain
Moreno-Pelayo MÁ:
Centro de Investigaciones Biomédicas en Red de Enfermedades Raras (CIBERER), Av. Monforte de Lemos 3-5, 28029 Madrid, Spain
Servicio de Genética, Hospital Universitario Ramón y Cajal, Instituto Ramón y Cajal de Investigación Sanitaria, Ctra. de Colmenar Viejo Km. 9.100, 28034 Madrid, Spain
Jimenez-Mallebrera C:
Laboratorio de Investigación Aplicada en Enfermedades Neuromusculares, Unidad de Patología Neuromuscular, Servicio de Neuropediatría, Institut de Recerca Sant Joan de Déu, Santa Rosa 39-57, 08950 Esplugues de Llobregat, Spain
Centro de Investigaciones Biomédicas en Red de Enfermedades Raras (CIBERER), Av. Monforte de Lemos 3-5, 28029 Madrid, Spain
Institut de Recerca Sant Joan de Déu, Santa Rosa 39-57, 08950 Esplugues de Llobregat, Spain
Green Submitted, gold
|