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 осигурява необходимия код за създаване на протеини, които след това изпълняват повечето функции в нашето тяло. Дори ако една част от нашата ДНК бъде променена по някакъв начин, протеинът, свързан с нея, вече не може да изпълнява нормалната си функция. В зависимост от това къде се случва тази промяна или тя може да има малък или никакъв ефект или може да промени клетките толкова много, че след това да доведе до генетичен разстройство или заболяване. Такива промени са причинени от грешки в репликацията (дупликацията) на ДНК по време на растеж или фактори на околната среда, начин на живот, тютюнопушене и излагане на радиация. Такива нарушения 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 незначителни или изключително тежки и могат да засегнат външния вид, функцията на даден орган и някои аспекти на физическото или умственото развитие. Милиони деца се раждат годишно със сериозни генетичен условия. 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. Техника, наречена амниоцентеза, е налична за откриване генетичен аномалии в плода чрез изследване на амниотична течност, извлечена от матката. Въпреки това, дори и с амниоцентеза, лечението им не е възможно, тъй като няма налични опции за извършване на корекции преди раждането на бебето. Някои от дефектите са безобидни и не изискват намеса, но други могат да бъдат от сериозно естество и да изискват продължително лечение или дори да бъдат фатални за кърмачето. Някои дефекти могат да бъдат коригирани малко след раждането на бебето – например в рамките на една седмица – но в повечето случаи е твърде късно за лечение.
втвърдяване генетичен състояние при неродено бебе
За първи път революционната техника за редактиране на гени е използвана за лечение на "генетичен разстройство“ при мишки по време на развитието на плода 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 всеки тип клетка след узряване), които се делят с бърза скорост. Това е подходящата времева точка, в която a генетичен мутацията, ако бъде коригирана, би намалила въздействието на мутацията върху развитието от ембриона до фетуса. Има шансове за тежко генетичен състоянието може дори да бъде излекувано и бебето да се роди без нежеланите вродени дефекти.
В това проучване, публикувано в Nature съобщенията изследователите са използвали техника за редактиране на гени, базирана на пептидна нуклеинова киселина. Тази техника е била използвана преди за лечение на бета таласемия – a генетичен нарушение на кръвта, при което хемоглобинът (HB), произведен в кръвта, е значително намален, което след това засяга нормалното снабдяване с кислород към различни части на тялото, което води до тежки необичайни последици. При тази техника са създадени уникални синтетични молекули, наречени пептидни нуклеинови киселини (PNA) (изработени от комбинация от синтетичен протеинов скелет с ДНК и РНК). След това се използва наночастица за транспортиране на тези PNA молекули заедно със „здрава и нормална“ донорна ДНК до мястото на генетичен мутация. Комплексът от PNA и ДНК идентифицира определената мутация на място, PNA молекулата след това се свързва и разкопчава двойната спирала на мутирала или дефектна ДНК. И накрая, донорната ДНК се свързва с мутиралата ДНК и автоматизира механизъм за коригиране на ДНК грешката. Основното значение на това изследване е, че е направено в плода, поради което изследователите трябваше да използват метод, аналогичен на амниоцентезата, при който те вмъкнаха PNA комплекса в амниотичната торбичка (амниотичната течност) на бременни мишки, чиито фетуси носеха 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
***
