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Induction of fetal hemoglobin synthesis by CRISPR/Cas9-mediated editing of the human beta-globin locus

Authors :
Giulia Pavani
Wassim El Nemer
Oriana Romano
Chiara Antoniani
Ante Sven Lundberg
Yukio Nakamura
Vasco Meneghini
Sara El Hoss
Fulvio Mavilio
Annarita Miccio
Annalisa Lattanzi
Thomas J. Cradick
Mario Amendola
Marina Cavazzana
Ryo Kurita
Tristan Felix
Matthew H. Porteus
Elisa Magrin
Leslie Weber
Approches génétiques intégrées et nouvelles thérapies pour les maladies rares (INTEGRARE)
Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Généthon-École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)
Human Lymphohematopoiesis Laboratory (Equipe Inserm U1163)
Imagine - Institut des maladies génétiques (IHU) (Imagine - U1163)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Paris (UP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Paris (UP)
Site de Recherche Intégrée en Cancérologie (SIRIC-ONCOLille)
Université de Lille, Sciences et Technologies-Université de Lille, Sciences Humaines et Sociales-Centre Régional de Lutte contre le Cancer Oscar Lambret [Lille] (UNICANCER/Lille)
Université Lille Nord de France (COMUE)-UNICANCER-Université Lille Nord de France (COMUE)-UNICANCER-Cancéropole Nord-Ouest-Université de Lille, Droit et Santé-Centre Hospitalier Régional Universitaire [Lille] (CHRU Lille)
European Synchrotron Radiation Facility (ESRF)
INSERM U665
affiliation inconnue
Généthon
École Pratique des Hautes Études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Généthon
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité)
Université de Lille-UNICANCER-Université de Lille-UNICANCER-Cancéropole Nord-Ouest-Université de Lille, Droit et Santé-Centre Hospitalier Régional Universitaire [Lille] (CHRU Lille)
ANR-16-CE18-0004,GETH,L'Édition Génomique comme outil Thérapeutique contre les ß-Hémoglobinopathies(2016)
Source :
Blood, Blood, American Society of Hematology, 2018, 131, pp.1960-1973. ⟨10.1182/blood-2017-10-811505⟩, Blood, 2018, 131, pp.1960-1973. ⟨10.1182/blood-2017-10-811505⟩
Publication Year :
2018
Publisher :
HAL CCSD, 2018.

Abstract

International audience; Naturally occurring, large deletions in the beta-globin locus result in hereditary persistence of fetal hemoglobin, a condition that mitigates the clinical severity of sickle cell disease (SCD) and beta-thalassemia. We designed a clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) and CRISPR-associated protein 9 (Cas9) (CRISPR/Cas9) strategy to disrupt a 13.6-kb genomic region encompassing the delta- and beta-globin genes and a putative gamma-delta intergenic fetal hemoglobin (HbF) silencer. Disruption of just the putative HbF silencer results in a mild increase in gamma-globin expression, whereas deletion or inversion of a 13.6-kb region causes a robust reactivation of HbF synthesis in adult erythroblasts that is associated with epigenetic modifications and changes in chromatin contacts within the beta-globin locus. In primary SCD patient-derived hematopoietic stem/progenitor cells, targeting the 13.6-kb region results in a high proportion of gamma-globin expression in erythroblasts, increased HbF synthesis, and amelioration of the sickling cell phenotype. Overall, this study provides clues for a potential CRISPR/Cas9 genome editing approach to the therapy of beta-hemoglobinopathies.

Details

Language :
English
ISSN :
00064971 and 15280020
Database :
OpenAIRE
Journal :
Blood, Blood, American Society of Hematology, 2018, 131, pp.1960-1973. ⟨10.1182/blood-2017-10-811505⟩, Blood, 2018, 131, pp.1960-1973. ⟨10.1182/blood-2017-10-811505⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....b4b03950f429c7272d83511e6c369566