Проучването показва обещание за лечение на генетично заболяване при бозайник по време на феталното развитие през първите три месеца от бременността
Генетичното разстройство е състояние или заболяване , причинено от анормални промени или мутации в ДНК на човек в гена. Нашата ДНК осигурява необходимия код за производството на протеини, които след това изпълняват повечето функции в тялото ни. Дори ако една част от нашата ДНК се промени по някакъв начин, протеинът, свързан с нея, вече не може да изпълнява нормалната си функция. В зависимост от това къде се случва тази промяна, тя може да има малък или никакъв ефект, или може да промени клетките толкова много, че да доведе до генетично разстройство или заболяване. Такива промени са причинени от грешки в репликацията (дублирането) на ДНК по време на растеж или фактори на околната среда, начин на живот, тютюнопушене и излагане на радиация. Такива разстройства се предават на потомството и започват да се появяват, когато бебето се развива в матката на майката и затова се наричат „вродени дефекти“.
Вродените дефекти могат да бъдат леки или изключително тежки и могат да повлияят на външния вид, функцията на орган и някои аспекти на физическото или психическото развитие. Милиони деца се раждат всяка година със сериозни генетични заболявания. Тези дефекти могат да бъдат открити по време на бременност, тъй като са очевидни през първите три месеца от бременността, когато органите все още се формират. Съществува техника, наречена амниоцентеза, за откриване на генетични аномалии в плода чрез изследване на околоплодна течност, извлечена от матката. Въпреки това, дори с амниоцентеза, лечението им не е възможно, тъй като няма възможности за корекции преди раждането на бебето. Някои от дефектите са безвредни и не изискват намеса, но други могат да бъдат от сериозен характер и да изискват дългосрочно лечение или дори да бъдат фатални за бебето. Някои дефекти могат да бъдат коригирани скоро след раждането на бебето – например в рамките на една седмица – но в повечето случаи е твърде късно за лечение.
Лечение на генетично заболяване при неродено бебе
За първи път революционната техника за редактиране на гени е използвана за лечение на „ генетично заболяване“ при мишки по време на феталното развитие в матката в проучване на изследователи от университета Карнеги Мелън и университета Йейл. Добре установено е, че по време на ранното развитие в ембриона (през първите три месеца от бременността) има много стволови клетки (недиференциран клетъчен тип, който може да се превърне във всякакъв вид клетка след узряване), които се делят с бързи темпове. Това е подходящият момент, в който генетичната мутация, ако бъде коригирана, би намалила въздействието ѝ върху ембрионалното-фетално развитие. Има вероятност дори тежко генетично заболяване да бъде излекувано и бебето да се роди без нежелани вродени дефекти.
В това проучване, публикувано в Nature Communications, изследователи са използвали техника за редактиране на гени, базирана на пептидни нуклеинови киселини. Тази техника е била използвана преди за лечение на бета таласемия – генетично кръвно заболяване, при което хемоглобинът (HB), произвеждан в кръвта, е значително намален, което след това засяга нормалното снабдяване с кислород до различни части на тялото, водещо до тежки анормални последици. При тази техника са създадени уникални синтетични молекули, наречени пептидни нуклеинови киселини (PNAs) (изработени от комбинация от синтетичен протеинов скелет с ДНК и РНК). След това е използвана наночастица за транспортиране на тези PNA молекули заедно със „здрава и нормална“ донорска ДНК до мястото на генетична мутация. Комплексът от PNA и ДНК идентифицира определената мутация на дадено място, след което PNA молекулата се свързва и разкопчава двойната спирала на мутиралата или дефектна ДНК. Накрая, донорската ДНК се свързва с мутиралата ДНК и автоматизира механизъм за коригиране на ДНК грешката. Основното значение на това проучване е, че е проведено върху плод, поради което изследователите е трябвало да използват метод, аналогичен на амниоцентезата, при който са вкарали PNA комплекса в амниотичния сак (амниотична течност) на бременни мишки, чиито плодове са носили генната мутация, причиняваща бета таласемия. След едно инжектиране на PNA, 6% от мутациите са били коригирани. Тези мишки са показали подобрение в симптомите на заболяването, т.е. нивата на хемоглобина са били в нормални граници, което може да се тълкува като „излекуване“ на мишките от състоянието. Те също така са показали повишен процент на преживяемост. Тази инжекция е била в много ограничен диапазон, но изследователите се надяват, че могат да се постигнат още по-високи нива на успех, 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.
***
Източник (и)
Ricciardi AS et al. 2018. Доставка на наночастици in utero за редактиране на генома, специфично за мястото. Nature Communications . https://doi.org/10.1038/s41467-018-04894-2
***
Коментарите са забранени.