Induced pluripotent stem cells and genome editing technology as therapeutic strategies for Duchenne muscular dystrophy

Abstract

Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a rare genetic, progressive and devastating skeletal and cardiac muscle disorder due to mutation of the dystrophin gene that affects 1 in 3500 young males. Currently, there is no curative management for this pathology. The development of inducedpluripotent stem cells (iPSCs) offers a promising cell-based strategy for the treatment of muscular dystrophy. Several techniques have been established to generate functional myogenic progenitor cells derived from iPSCs. In addition, technologies in genetic modification using ZFN, TALENs, or CRISPR/Cas9 demonstrate potent methods to restore dystrophin expression. However, current evidence shows that either iPSCs or gene editing carry a risk of oncogenesis caused by the integration of exogenous DNA into the recipient gene. Thus, the safety issue is a major challenge for translating this method into human clinical applications. This review briefly discussed recent developments and progressions of iPSCs as well as genome engineering technologies relevant to regenerative medicine, especially for the treatment of DMD. ABSTRAKDuchenne muscular dystrophy (DMD) adalah kelainan genetic langka yang bersifat progresif dan parah yang menyerang otot rangka dan otot jantung, disebabkan oleh mutasi gen distrofin yang mempengaruhi 1 dari 3500 laik-laki muda. Hingga saat ini, belum ada tata laksana kuratif untuk penyakit DMD. Pengembangan induced-pluripotent stem cells (iPSCs) menawarkan strategi berbasis sel yang menjanjikan untuk pengobatan distrofi otot. Beberapa teknik telah dikembangkan untuk menghasilkan sel-sel progenitor myogenik fungsional yang berasal dari iPSCs. Selain itu, teknologi dalam modifikasi genetic menggunakan ZFN, TALENs, atau CRISPR/Cas9 menunjukkan metode yang potensial dalam mengembalikan ekspresi distrofin. Namun, bukti saat ini menunjukkan bahwa iPSCs atau teknologi pengeditan gen membawa risiko keganasan yang disebabkan oleh integrasi DNA eksogen kedalam gen inang. Dengan demikian, masalah keamanan adalah tantangan utama dalam penerapan metode ini untuk pengobatan pada manusia. Tulisan ini akan membahas secara singkat perkembangan dan kemajuan teknologi iPSCs terbaru serta teknologi rekayasa genom yang relevan dengan kedokteran regeneratif, terutama untuk pengobatan DMD.