Optogenetic control over transgene expression for the therapy of brain and spine

点击翻译按钮获取中文摘要

Optogenetic control over transgene expression for the therapy of brain and spine  Abstract  Gene modified stem cells are a powerful tool for the production of secretable therapeutic proteins in the body. Yet,  there is a valid concern over their safety since there is no way to control them once they have been transplanted. We  propose to utilize optogenetic control of transcription (ORT) to externally control secretion of the therapeutic protein  using red light. ORT would improve the efficacy and safety of the therapy by repeated remote activation of transgene  synthesis with red light delivered non­invasively. For a specific disease application, we propose to use intrathecally  delivered ORT­driven stem cells to produce anti­inflammatory anti­TNF hybrid antibodies in the subarachnoid cavity  for the therapy of neuroinflammation in the brain. The ORT option would allow us to externally induce production of  the  anti­inflammatory  antibody  using  red  light  as  needed.  At  this  initial  phase  of  the  project,  we  propose  the  conceptual evaluation of the ORT system genetically embedded into bone marrow stem cells. This testing is proposed  in cell culture (Aim 1) and the mouse cerebral subarachnoid cavity (Aim 2). The proposed method aims to improve the  safety  and  efficiency  of  the  therapy  of  chronic  CNS  disorders  with  episodic  neuroinflammatory  components  by  providing the benefit of remote control of the timing and dosage of the therapy.