La regulación CRISPR dirigida de ZNF865 mejora la deposición de cartílago de células madre, las tasas de maduración del tejido y las propiedades mecánicas en discos intervertebrales diseñados

Los enfoques basados ​​en ingeniería celular y tisular han despertado un interés significativo para el tratamiento de la degeneración del disco intervertebral y el dolor lumbar asociado debido a las limitaciones sustanciales de los tratamientos clínicos disponibles actualmente. En este documento presentamos una estrategia de modulación genética guiada por repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente interespaciadas (CRISPR) para mejorar el potencial terapéutico de las terapias de ingeniería celular y tisular para el tratamiento de la enfermedad del disco intervertebral. Recientemente, descubrimos una proteína con dedos de zinc (ZNF), ZNF865 (BLST), que no está asociada con publicaciones detalladas y no se ha caracterizado funcionalmente. Utilizando la modulación genética guiada por CRISPR, demostramos que ZNF865 regula la progresión del ciclo celular y el procesamiento de proteínas. Como resultado, la regulación de este gen actúa como un regulador titulable primario de la actividad celular. También demostramos que la regulación dirigida de ZNF865 puede mejorar la producción de proteínas y la deposición de matriz similar a fibrocartílago en células madre derivadas del tejido adiposo humano (hASC). Además, demostramos la capacidad de las hASC diseñadas con CRISPR para aumentar la deposición de matriz de GAG ​​y colágeno II en discos diseñados con tejidos de tamaño humano en 8,5 y 88,6 veces, respectivamente, sin aumentar la expresión de colágeno X en comparación con las hASC sin tratamiento previo dosificadas con factores de crecimiento. . Con este aumento de la deposición de tejido, observamos mejoras significativas en las propiedades mecánicas de compresión, generando un tejido más rígido y robusto. En general, presentamos una biología novedosa sobre ZNF865 y mostramos el poder de la ingeniería celular CRISPR para mejorar las estrategias de tratamiento de enfermedades musculoesqueléticas. DECLARACIÓN DE IMPORTANCIA: Este trabajo informa sobre un gen novedoso, ZNF865 (también conocido como BLST), que cuando se regula con CRISPRa, mejora la deposición de tejido cartilaginoso en construcciones de ingeniería de tejidos de tamaño humano. Producir construcciones de ingeniería de tejidos a escala humana ha resultado difícil, y esta estrategia presenta una herramienta ampliamente aplicable para mejorar la capacidad de las células para producir tejido a estas escalas, ya que vimos un aumento de entre 8 y 88 veces en la deposición de tejido y una biomecánica significativamente mejorada en grandes laboratorios. disco intervertebral diseñado con tejido en comparación con los métodos tradicionales de diferenciación de factores de crecimiento. Además, este trabajo comienza a dilucidar la biología de esta nueva proteína con dedos de zinc, que parece ser fundamental en la regulación de la función y actividad celular.