Tyrimas rodo pažadą gydyti genetines žinduolių ligas vaisiaus vystymosi metu per pirmuosius tris nėštumo mėnesius
A genetinis sutrikimas yra būklė arba liga, kurią sukelia nenormalūs žmogaus DNR pokyčiai arba mutacijos genuose. Mūsų DNR suteikia reikiamą kodą baltymams gaminti, kurie vėliau atlieka daugumą mūsų kūno funkcijų. Net jei viena mūsų DNR dalis kokiu nors būdu pasikeičia, su ja susijęs baltymas nebegali atlikti įprastos funkcijos. Priklausomai nuo to, kur šis pokytis įvyksta, jis gali turėti nedidelį poveikį arba neturėti jokio poveikio, arba gali taip pakeisti ląsteles, kad vėliau gali atsirasti genetinis sutrikimas ar liga. Tokius pokyčius sukelia DNR replikacijos (dubliavimo) klaidos augimo metu arba aplinkos veiksniai, gyvenimo būdas, rūkymas ir radiacijos poveikis. Tokie sutrikimai perduodami palikuonims ir pradeda pasireikšti, kai kūdikis vystosi motinos gimdoje, todėl jie vadinami „gimdymo defektais“.
Gimimo defektai gali būti nedideli arba labai sunkūs ir gali turėti įtakos išvaizdai, organo funkcijai ir kai kuriems fizinio ar psichinio vystymosi aspektams. Kasmet gimsta milijonai vaikų su rimtais genetinis sąlygos. Šiuos defektus galima aptikti nėštumo metu, nes jie išryškėja per pirmuosius tris nėštumo mėnesius, kai organai dar tik formuojasi. Aptikimui galima naudoti metodą, vadinamą amniocenteze genetinis vaisiaus anomalijos, tiriant vaisiaus vandenis, išskirtus iš gimdos. Tačiau net ir atliekant amniocentezę, jų gydyti neįmanoma, nes nėra galimybių atlikti kokių nors korekcijų prieš gimstant kūdikiui. Kai kurie defektai yra nekenksmingi ir nereikalauja jokios intervencijos, tačiau kai kurie kiti gali būti rimti ir gali prireikti ilgalaikio gydymo arba net mirti kūdikiui. Kai kurie defektai gali būti ištaisyti netrukus po kūdikio gimimo, pavyzdžiui, per savaitę, bet dažniausiai jau per vėlu gydyti.
kietėjimo genetinis būsena negimusiam kūdikiui
Pirmą kartą revoliucinė genų redagavimo technika buvo panaudota gydant „genetinis sutrikimas“ pelėms vaisiaus vystymosi metu gimdoje Carnegie Mellon universiteto ir Jeilio universiteto mokslininkų atliktame tyrime. Gerai žinoma, kad ankstyvo embriono vystymosi metu (per pirmuosius tris nėštumo mėnesius) yra daug kamieninių ląstelių (nediferencijuota ląstelių rūšis, kuri subrendusi gali tapti bet kokio tipo ląstelėmis), kurios greitai dalijasi. Tai yra tinkamas laikas, kai a genetinis Jei mutacija būtų ištaisyta, sumažėtų mutacijos poveikis embriono ir vaisiaus vystymuisi. Yra tikimybė, kad bus sunkus genetinis būklė netgi gali būti išgydyta ir kūdikis gimsta be nenumatytų apsigimimų.
Šiame tyrime, paskelbtame Gamta Pranešimai tyrėjai panaudojo peptidų nukleino rūgštimis pagrįstą genų redagavimo techniką. Šis metodas anksčiau buvo naudojamas beta talasemijai gydyti – a genetinis kraujo sutrikimas, kai kraujyje gaminamas hemoglobino kiekis (HB) labai sumažėja, o tai paveikia normalų deguonies tiekimą į įvairias kūno dalis ir sukelia sunkių nenormalių pasekmių. Taikant šį metodą, buvo sukurtos unikalios sintetinės molekulės, vadinamos peptidinėmis nukleino rūgštimis (PNA) (sujungtos iš sintetinių baltymų pagrindo su DNR ir RNR). Tada nanodalelė buvo panaudota šioms PNA molekulėms kartu su „sveika ir normalia“ donoro DNR transportuoti į vietą genetinis mutacija. PNA ir DNR kompleksas identifikuoja tam tikroje vietoje nurodytą mutaciją, o PNA molekulė suriša ir ištraukia dvigubą mutavusios arba sugedusios DNR spiralę. Galiausiai donoro DNR jungiasi su mutavusia DNR ir automatizuoja DNR klaidos ištaisymo mechanizmą. Pagrindinė šio tyrimo reikšmė yra ta, kad jis buvo atliktas vaisiui, todėl mokslininkams teko taikyti amniocentezei analogišką metodą, kai PNA kompleksas buvo įterpiamas į vaisingų pelių, kurių vaisius nešiojo vaisiaus vaisius, vaisiaus vandenis. genas mutacija, sukelianti beta talasemiją. Po vienos PNA injekcijos buvo ištaisyti 6 procentai mutacijų. Šioms pelėms pasireiškė ligos simptomų pagerėjimas, ty hemoglobino kiekis buvo normalus, o tai gali būti aiškinama kaip pelėms „išgydoma“ liga. Jie taip pat parodė padidėjusį išgyvenamumą. Ši injekcija buvo labai ribota, tačiau mokslininkai tikisi, kad, jei injekcijos būtų atliekamos kelis kartus, galima pasiekti dar didesnį sėkmės rodiklį.
Tyrimas yra aktualus, nes nebuvo pastebėta jokių pašalinių taikinių ir buvo pataisyta tik norima DNR. Genų redagavimo metodus, pvz., CRISPR/Cas9, lengviau naudoti tyrimų tikslais, tačiau jie vis dar yra prieštaringi, nes jie supjausto DNR ir padaro klaidų, nes jos taip pat pažeidžia netikslinę normalią DNR. Dėl šio apribojimo jie nėra idealiai tinkami terapijos kūrimui. Atsižvelgiant į šį veiksnį, dabartiniame tyrime parodytas metodas jungiasi tik su tiksline DNR ir ją pataiso bei nerodo jokių pašalinių klaidų. Dėl šios tikslinės kokybės jis idealiai tinka terapijai. Toks dabartinės konstrukcijos metodas taip pat galėtų būti naudojamas kitoms ligoms ateityje „gydyti“.
***
{Galite perskaityti pradinį tyrimo dokumentą spustelėję toliau pateiktą DOI nuorodą cituojamų šaltinių sąraše}
Šaltiniai)
Ricciardi AS ir kt. 2018. Nanodalelių pristatymas į gimdą, skirtas konkrečios vietos genomo redagavimui. Gamta Pranešimai. https://doi.org/10.1038/s41467-018-04894-2
***
