Studija pokazuje obećanje za liječenje genetske bolesti kod sisavaca tijekom fetalnog razvoja u prva tri mjeseca trudnoće
A genetski poremećaj je stanje ili bolest koja je uzrokovana abnormalnim promjenama ili mutacijama u DNK osobe u genu. Naše DNA osigurava potrebnu šifru za stvaranje proteina koji potom obavljaju većinu funkcija u našem tijelu. Čak i ako se jedan dio naše DNK na neki način promijeni, protein povezan s njim više ne može obavljati svoju normalnu funkciju. Ovisno o tome gdje se ta promjena događa, može imati malo ili nimalo učinka ili može toliko promijeniti stanice da može dovesti do genetski poremećaj ili bolest. Takve promjene uzrokovane su pogreškama u replikaciji (dupliciranju) DNA tijekom rasta, ili čimbenicima okoliša, načinom života, pušenjem i izloženošću zračenju. Takvi se poremećaji prenose na potomstvo i počinju se javljati kada se beba razvija u majčinoj maternici te se stoga nazivaju 'urođenim defektima'.
Urođene mane mogu biti manje ili izrazito ozbiljne i mogu utjecati na izgled, funkciju organa i neke aspekte fizičkog ili mentalnog razvoja. Milijuni djece godišnje se rađaju s ozbiljnim genetski Uvjeti. Ovi se nedostaci mogu otkriti tijekom trudnoće jer su vidljivi unutar prva tri mjeseca trudnoće kada se organi još uvijek formiraju. Za otkrivanje je dostupna tehnika koja se zove amniocenteza genetski abnormalnosti u fetusu testiranjem amnionske tekućine izvađene iz maternice. Međutim, čak ni s amniocentezom, njihovo liječenje nije moguće jer nema dostupnih opcija za bilo kakve korekcije prije rođenja djeteta. Neki od nedostataka su bezopasni i ne zahtijevaju intervenciju, ali neki drugi mogu biti ozbiljne prirode i mogu zahtijevati dugotrajno liječenje ili čak biti fatalni za dojenče. Neki se nedostaci mogu ispraviti ubrzo nakon rođenja djeteta – na primjer unutar tjedan dana – ali uglavnom je prekasno za liječenje.
Liječenje genetski stanje kod nerođenog djeteta
Po prvi put revolucionarna tehnika uređivanja gena korištena je za liječenje 'genetski poremećaj' kod miševa tijekom razvoja fetusa u maternici u studiji istraživača sa Sveučilišta Carnegie Mellon i Yale. Dobro je utvrđeno da tijekom ranog razvoja u embriju (tijekom prva tri mjeseca trudnoće) postoje mnoge matične stanice (nediferencirana vrsta stanice koja nakon sazrijevanja može postati bilo koja vrsta stanice) koje se dijele velikom brzinom. Ovo je relevantna vremenska točka u kojoj a genetski Ako bi se mutacija ispravila, smanjio bi se utjecaj mutacije na razvoj od embrija do fetusa. Postoje šanse da je teška genetski stanje se čak može izliječiti i beba se rodi bez neželjenih urođenih mana.
U ovoj studiji objavljenoj u Nature Communications istraživači su upotrijebili tehniku uređivanja gena temeljenu na peptidnoj nukleinskoj kiselini. Ova tehnika se prije koristila za liječenje beta talasemije – a genetski poremećaj krvi u kojem je hemoglobin (HB) proizveden u krvi znatno smanjen što zatim utječe na normalnu opskrbu kisikom u različitim dijelovima tijela što dovodi do teških abnormalnih posljedica. U ovoj tehnici stvorene su jedinstvene sintetičke molekule nazvane peptidne nukleinske kiseline (PNA) (napravljene od kombinacije sintetičke proteinske okosnice s DNA i RNA). Nanočestica je zatim korištena za prijenos tih PNA molekula zajedno sa "zdravom i normalnom" DNK donora do mjesta genetski mutacija. Kompleks PNA i DNA identificira naznačenu mutaciju na mjestu, PNA molekula zatim veže i otvara dvostruku spiralu mutirane ili neispravne DNK. Na kraju, donorska DNK veže se s mutiranom DNK i automatizira mehanizam za ispravljanje pogreške DNK. Glavni značaj ove studije je u tome što je provedena na fetusu, stoga su istraživači morali upotrijebiti metodu analognu amniocentezi gdje su PNA kompleks umetnuli u amnionsku vrećicu (amnionsku tekućinu) skotnih miševa čiji su fetusi nosili gen mutacija koja uzrokuje beta talasemiju. Nakon jedne injekcije PNA, 6 posto mutacija je ispravljeno. Ovi miševi su pokazali poboljšanje simptoma bolesti, tj. razine hemoglobina su bile u normalnom rasponu što bi se moglo protumačiti kao da su miševi 'izliječeni' od stanja. Također su pokazali povećanu stopu preživljavanja. Ova je injekcija bila u vrlo ograničenom rasponu, ali istraživači se nadaju da se čak i veći uspjeh može postići ako se injekcije rade više puta.
Studija je relevantna jer nije zabilježena neusklađena meta i samo je ispravljena željena DNK. Tehnike uređivanja gena poput CRISPR/Cas9 iako su lakše za korištenje u istraživačke svrhe, još uvijek su kontroverzne jer režu DNK i izvode greške izvan mjesta jer oštećuju i normalnu DNK izvan cilja. Zbog ovog ograničenja nisu idealno prikladni za osmišljavanje terapija. Uzimajući u obzir ovaj čimbenik, metoda prikazana u trenutnoj studiji veže se samo na ciljnu DNK i popravlja je te ne pokazuje nikakve pogreške izvan mjesta. Ova ciljana kvaliteta čini ga idealnim za terapiju. Takva metoda u svom sadašnjem dizajnu također bi se potencijalno mogla koristiti za 'liječenje' drugih stanja u budućnosti.
***
{Izvorni istraživački rad možete pročitati klikom na vezu DOI koja se nalazi u nastavku na popisu citiranih izvora}
Izvor (i)
Ricciardi AS i sur. 2018. Dostava nanočestica in utero za uređivanje genoma specifičnog za mjesto. Nature Communications. https://doi.org/10.1038/s41467-018-04894-2
***
