Проучването показва обещание за лечение на генетично заболяване при бозайник по време на феталното развитие през първите три месеца от бременността
A генетичен разстройството е състояние или заболяване, което се причинява от необичайни промени или мутации в ДНК на човек в гена. Нашите ДНК provides the required code for making proteins which then perform most of the functions in our body. Even if one section of our DNA gets altered in some way, the protein associated with it can no longer carry out its normal function. Depending upon where this change happens either it can have a little or no effect or it might alter the cells so much that it could then lead to a генетичен disorder or illness. Such changes are caused by errors in DNA replication (duplication) during growth, or environmental factors, lifestyle, smoking and exposure to radiation. Such disorders are passed on to the offspring and start to occur when the baby is developing in mother’s uterus and are therefore referred to as ‘birth defects’.
Birth defects can be minor or extremely severe and may affect appearance, function of an organ and some aspect of physical or mental development. Millions of children are born annually with serious генетичен conditions. These defects can be detected during pregnancy as they are evident within the first three months of pregnancy when the organs are still forming. A technique called amniocentesis is available for detecting генетичен abnormalities in the foetus by testing amniotic fluid extracted from the uterus. However, even with amniocentesis, treating them is not possible as no options are available to make any corrections before birth of the baby. Some of the defects are harmless and require no intervention but some others can be of serious nature and may require long-term treatment or even be fatal for the infant. Some defects can be corrected shortly after birth of the baby – example within a week’s time – but mostly it is too late for treatment.
втвърдяване генетичен condition in an unborn baby
For the first time the revolutionary gene editing technique has been used to cure a ‘генетичен disorder’ in mice during foetal development in the uterus in a study by researchers at Carnegie Mellon University and Yale University. It is well established that during early development in the embryo (during first three months of a pregnancy) there are many stem cells (an undifferentiated cell type which can become any type of cell upon maturation) that are dividing at a fast rate. This is the pertinent time point where a генетичен mutation if corrected would reduce the impact of the mutation on embryo-to-foetal development. There are chances that a severe генетичен condition could even be cured and the baby is born without the unintended birth defects.
В това проучване, публикувано в Nature съобщенията researchers have used a peptide nucleic acid-based gene editing technique. This technique has been used before to treat beta thalassemia – a генетичен blood disorder in which haemoglobin (HB) produced in the blood is reduced considerably which then affects normal oxygen supply to various parts of the body leading to severe abnormal consequences. In this technique, unique synthetic molecules called peptide nucleic acids (PNAs) (made of a combination of synthetic protein backbone with DNA and RNA) were created. A nanoparticle was then used to transport these PNA molecules along with “healthy and normal” donor DNA to the location of a генетичен mutation. The complex of PNA and DNA identifies the designated mutation at a site, PNA molecule then binds and unzips the double helix of mutated or faulty DNA. Lastly, donor DNA binds with the mutated DNA and automates a mechanism to correct the DNA error. The main significance of this study is that it was done in a foetus, thus researchers had to use a method analogous to amniocentesis wherein they inserted the PNA complex into the amniotic sac (amniotic fluid) of pregnant mice whose foetuses were carrying the ген мутация, която причинява бета таласемия. След едно инжектиране на PNA, 6 процента от мутациите бяха коригирани. Тези мишки показват подобрение на симптомите на заболяването, т.е. нивата на хемоглобина са в нормални граници, което може да се тълкува като мишките, които са „излекувани“ от състоянието. Те също така показаха повишена преживяемост. Тази инжекция беше в много ограничен диапазон, но изследователите се надяват, че дори по-висок процент на успех могат да бъдат постигнати, ако инжекциите се правят многократно.
Проучването е уместно, тъй като не са отбелязани извънцелеви действия и е коригирана само желаната ДНК. Техниките за редактиране на гени като CRISPR/Cas9 въпреки че са по-лесни за използване за изследователски цели, те все още са спорни, тъй като режат ДНК и извършват грешки извън сайта, тъй като увреждат и нормална ДНК извън целта. Поради това ограничение те не са идеално пригодени за проектиране на терапии. Като се има предвид този фактор, методът, показан в настоящото проучване, се свързва само с целевата ДНК и я поправя и показва нулеви грешки извън сайта. Това целенасочено качество го прави идеален за терапевтични цели. Такъв метод в сегашния си дизайн може да бъде потенциално използван и за „лекуване“ на други състояния в бъдеще.
***
{Можете да прочетете оригиналната изследователска статия, като щракнете върху връзката DOI, дадена по-долу в списъка с цитирани източници}
Източник (и)
Ricciardi AS et al. 2018. In utero доставка на наночастици за специфично за сайта редактиране на генома. Nature съобщенията. https://doi.org/10.1038/s41467-018-04894-2
***
