Pētījums liecina par solījumu ārstēt ģenētiskās slimības zīdītājiem augļa attīstības laikā pirmajos trīs grūtniecības mēnešos
A ģenētisks traucējumi ir stāvoklis vai slimība, ko izraisa patoloģiskas izmaiņas vai mutācijas cilvēka DNS gēnā. Mūsu DNS nodrošina nepieciešamo kodu olbaltumvielu ražošanai, kas pēc tam veic lielāko daļu funkciju mūsu organismā. Pat ja viena mūsu DNS daļa tiek kaut kādā veidā mainīta, ar to saistītais proteīns vairs nevar veikt savu parasto funkciju. Atkarībā no tā, kur šīs izmaiņas notiek, tām var būt neliela ietekme vai tās nav, vai arī tās var izmainīt šūnas tik daudz, ka var izraisīt ģenētisks traucējumi vai slimība. Šādas izmaiņas izraisa kļūdas DNS replikācijā (dublēšanās) augšanas laikā vai vides faktori, dzīvesveids, smēķēšana un starojuma iedarbība. Šādi traucējumi tiek nodoti pēcnācējiem un sāk parādīties, kad bērns attīstās mātes dzemdē, un tāpēc tos sauc par "dzimšanas defektiem".
Dzimšanas defekti var būt nelieli vai ārkārtīgi smagi un var ietekmēt izskatu, orgāna darbību un kādus fiziskās vai garīgās attīstības aspektus. Katru gadu piedzimst miljoniem bērnu ar nopietniem ģenētisks nosacījumiem. Šos defektus var konstatēt grūtniecības laikā, jo tie ir acīmredzami pirmajos trīs grūtniecības mēnešos, kad orgāni vēl tikai veidojas. Lai noteiktu, ir pieejama metode, ko sauc par amniocentēzi ģenētisks anomālijas auglim, pārbaudot amnija šķidrumu, kas iegūts no dzemdes. Tomēr pat ar amniocentēzi to ārstēšana nav iespējama, jo nav iespējas veikt korekcijas pirms bērna piedzimšanas. Daži defekti ir nekaitīgi un neprasa iejaukšanos, bet daži citi var būt nopietni, un tiem var būt nepieciešama ilgstoša ārstēšana vai pat letāli zīdainim. Dažus defektus var novērst īsi pēc mazuļa piedzimšanas – piemēram, nedēļas laikā –, taču lielākoties ir par vēlu ārstēšanai.
Konservēšana ģenētisks stāvoklis nedzimušam bērnam
Pirmo reizi revolucionārā gēnu rediģēšanas tehnika ir izmantota, lai izārstētu "ģenētisks traucējumi” pelēm augļa attīstības laikā dzemdē Kārnegija Melona universitātes un Jēlas universitātes pētnieku pētījumā. Ir vispāratzīts, ka agrīnā embrija attīstības laikā (grūtniecības pirmajos trīs mēnešos) ir daudz cilmes šūnu (nediferencēts šūnu tips, kas pēc nobriešanas var kļūt par jebkura veida šūnām), kas dalās ātri. Šis ir atbilstošais laika punkts, kurā a ģenētisks mutācija, ja tā tiktu koriģēta, samazinātu mutācijas ietekmi uz embrija un augļa attīstību. Pastāv iespēja, ka smaga ģenētisks stāvokli var pat izārstēt, un bērns piedzimst bez nevēlamiem iedzimtiem defektiem.
Šajā pētījumā, kas publicēts Nature Communications pētnieki ir izmantojuši uz peptīdu nukleīnskābēm balstītu gēnu rediģēšanas tehniku. Šo paņēmienu jau iepriekš izmantoja beta talasēmijas ārstēšanai – a ģenētisks asins slimība, kurā ievērojami samazinās hemoglobīna (HB) līmenis asinīs, kas ietekmē normālu skābekļa piegādi dažādām ķermeņa daļām, izraisot smagas patoloģiskas sekas. Šajā tehnikā tika izveidotas unikālas sintētiskas molekulas, ko sauc par peptīdu nukleīnskābēm (PNS) (izgatavotas no sintētisko olbaltumvielu mugurkaula un DNS un RNS kombinācijas). Pēc tam tika izmantota nanodaļiņa, lai šīs PNS molekulas kopā ar "veselīgu un normālu" donora DNS transportētu uz atrašanās vietu. ģenētisks mutācija. PNS un DNS komplekss identificē norādīto mutāciju vietā, pēc tam PNS molekula saistās un izvelk mutētas vai bojātas DNS dubultspirāli. Visbeidzot, donora DNS saistās ar mutācijas DNS un automatizē mehānismu DNS kļūdas labošanai. Šī pētījuma galvenā nozīme ir tāda, ka tas tika veikts auglim, tāpēc pētniekiem bija jāizmanto amniocentēzei analoga metode, kurā PNA komplekss tika ievietots grūsnām peļu amnija maisā (amnija šķidrumā), kuru augļi nēsāja gēns mutācija, kas izraisa beta talasēmiju. Pēc vienas PNA injekcijas tika izlaboti 6 procenti mutāciju. Šīm pelēm novēroja slimības simptomu uzlabošanos, ti, hemoglobīna līmenis bija normālā diapazonā, ko varētu interpretēt kā peles, kas tika “izārstētas” no stāvokļa. Viņi arī parādīja paaugstinātu izdzīvošanas līmeni. Šī injekcija bija ļoti ierobežotā diapazonā, taču pētnieki cer, ka, ja injekcijas tiktu veiktas vairākas reizes, var sasniegt vēl lielākus panākumus.
Pētījums ir būtisks, jo netika konstatēti novirzītie mērķi un tika koriģēta tikai vēlamā DNS. Lai gan gēnu rediģēšanas metodes, piemēram, CRISPR/Cas9, ir vieglāk izmantot pētniecības nolūkos, tās joprojām ir pretrunīgas, jo tās izgriež DNS un rada kļūdas ārpus objekta, jo tās bojā arī parasto DNS, kas nav mērķa DNS. Šī ierobežojuma dēļ tie nav ideāli piemēroti terapiju izstrādei. Ņemot vērā šo faktoru, pašreizējā pētījumā parādītā metode saistās tikai ar mērķa DNS un labo to un neuzrāda nekādas kļūdas. Šī mērķtiecīgā kvalitāte padara to ideāli piemērotu terapijai. Šāda metode tās pašreizējā dizainā varētu tikt izmantota arī citu apstākļu “ārstēšanai” nākotnē.
***
{Jūs varat izlasīt oriģinālo pētījumu, noklikšķinot uz DOI saites, kas norādīta tālāk citēto avotu sarakstā}
Avots (-i)
Ricciardi AS et al. 2018. In utero nanodaļiņu piegāde vietnei specifiskai genoma rediģēšanai. Nature Communications. https://doi.org/10.1038/s41467-018-04894-2
***
