Štúdia ukazuje sľubnú liečbu genetického ochorenia u cicavca počas vývoja plodu v prvých troch mesiacoch tehotenstva
A genetický porucha je stav alebo choroba, ktorá je spôsobená abnormálnymi zmenami alebo mutáciami v ľudskej DNA v géne. náš DNA poskytuje potrebný kód na tvorbu bielkovín, ktoré potom vykonávajú väčšinu funkcií v našom tele. Aj keď sa jedna časť našej DNA nejakým spôsobom zmení, proteín s ňou spojený už nemôže vykonávať svoju normálnu funkciu. V závislosti od toho, kde k tejto zmene dôjde, môže mať buď malý alebo žiadny účinok, alebo môže zmeniť bunky natoľko, že by to mohlo viesť k genetický porucha alebo choroba. Takéto zmeny sú spôsobené chybami v replikácii DNA (duplikáciou) počas rastu alebo faktormi prostredia, životným štýlom, fajčením a vystavením žiareniu. Takéto poruchy sa prenášajú na potomstvo a začínajú sa objavovať, keď sa dieťa vyvíja v maternici matky, a preto sa označujú ako „vrodené chyby“.
Vrodené chyby môžu byť malé alebo extrémne závažné a môžu ovplyvniť vzhľad, funkciu orgánu a niektoré aspekty fyzického alebo duševného vývoja. Milióny detí sa ročne narodia vážne genetický podmienky. Tieto defekty možno zistiť počas tehotenstva, pretože sú zrejmé počas prvých troch mesiacov tehotenstva, keď sa orgány ešte tvoria. Na detekciu je k dispozícii technika nazývaná amniocentéza genetický abnormality u plodu testovaním plodovej vody extrahovanej z maternice. Avšak ani pri amniocentéze ich liečba nie je možná, pretože nie sú k dispozícii žiadne možnosti na vykonanie akýchkoľvek korekcií pred narodením dieťaťa. Niektoré z defektov sú neškodné a nevyžadujú žiadny zásah, ale niektoré iné môžu byť vážneho charakteru a môžu vyžadovať dlhodobú liečbu alebo byť pre dojča dokonca smrteľné. Niektoré defekty sa dajú korigovať krátko po narodení bábätka – napríklad do týždňa – ale väčšinou je už na liečbu neskoro.
liečenie genetický stav u nenarodeného dieťaťa
Po prvýkrát bola revolučná technika úpravy génov použitá na vyliečenie tzv.genetický porucha“ u myší počas vývoja plodu v maternici v štúdii výskumníkov z Carnegie Mellon University a Yale University. Je dobre známe, že počas raného vývoja v embryu (počas prvých troch mesiacov tehotenstva) existuje veľa kmeňových buniek (nediferencovaný bunkový typ, ktorý sa po dozrievaní môže stať akýmkoľvek typom buniek), ktoré sa delia rýchlou rýchlosťou. Toto je príslušný časový bod, kedy a genetický mutácia, ak by bola opravená, by znížila vplyv mutácie na vývoj z embrya na plod. Existuje šanca, že ťažká genetický tento stav sa dá dokonca vyliečiť a dieťa sa narodí bez neúmyselných vrodených chýb.
V tejto štúdii publikovanej v Nature Communications výskumníci použili techniku úpravy génov založenú na peptidových nukleových kyselinách. Táto technika sa už predtým používala na liečbu beta talasémie – a genetický ochorenie krvi, pri ktorom je hemoglobín (HB) produkovaný v krvi značne znížený, čo potom ovplyvňuje normálny prísun kyslíka do rôznych častí tela, čo vedie k závažným abnormálnym následkom. Pri tejto technike boli vytvorené jedinečné syntetické molekuly nazývané peptidové nukleové kyseliny (PNA) (vyrobené kombináciou syntetického proteínového hlavného reťazca s DNA a RNA). Nanočastica sa potom použila na transport týchto molekúl PNA spolu so „zdravou a normálnou“ donorovou DNA na miesto genetický mutácia. Komplex PNA a DNA identifikuje určenú mutáciu v mieste, molekula PNA sa potom naviaže a rozbalí dvojitú špirálu mutovanej alebo chybnej DNA. Nakoniec sa darcovská DNA viaže s mutovanou DNA a automatizuje mechanizmus na opravu chyby DNA. Hlavným významom tejto štúdie je, že bola vykonaná u plodu, takže výskumníci museli použiť metódu analogickú amniocentéze, pri ktorej vložili komplex PNA do amniotického vaku (plodovej vody) gravidných myší, ktorých plody niesli gen mutácia, ktorá spôsobuje beta talasémiu. Po jednej injekcii PNA sa upravilo 6 percent mutácií. Tieto myši vykazovali zlepšenie symptómov choroby, tj hladiny hemoglobínu boli v normálnom rozmedzí, čo by sa dalo interpretovať tak, že myši boli „vyliečené“ zo stavu. Tiež ukázali zvýšenú mieru prežitia. Táto injekcia bola vo veľmi obmedzenom rozsahu, ale výskumníci dúfajú, že ešte vyššiu mieru úspešnosti možno dosiahnuť, ak sa injekcie podajú viackrát.
Štúdia je relevantná, pretože neboli zaznamenané žiadne mimocieľové ciele a bola opravená iba požadovaná DNA. Techniky úpravy génov, ako je CRISPR/Cas9, sa síce ľahšie používajú na výskumné účely, ale stále sú kontroverzné, pretože prerezávajú DNA a vykonávajú chyby mimo miesta, pretože poškodzujú aj normálnu DNA mimo cieľa. Kvôli tomuto obmedzeniu nie sú ideálne vhodné na navrhovanie terapií. Vzhľadom na tento faktor sa metóda uvedená v súčasnej štúdii viaže iba na cieľovú DNA a opravuje ju a nevykazuje žiadne chyby mimo lokality. Táto cielená kvalita ho robí ideálnym pre terapeutiku. Takáto metóda vo svojom súčasnom dizajne by mohla byť potenciálne použitá aj na „liečenie“ iných stavov v budúcnosti.
***
Zdroj (e)
Ricciardi AS a kol. 2018. In utero dodanie nanočastíc na miestne špecifickú úpravu genómu. Nature Communications. https://doi.org/10.1038/s41467-018-04894-2
***
Komentáre sú uzavreté.