Даследаванне паказвае шматабяцальнае лячэнне генетычных захворванняў у млекакормячых падчас выношвання плёну ў першыя тры месяцы цяжарнасці
A генетычны засмучэнне - гэта стан або захворванне, якое выклікана анамальнымі зменамі або мутацыямі ў ДНК чалавека ў гене. Наша ДНК забяспечвае неабходны код для стварэння бялкоў, якія затым выконваюць большасць функцый у нашым целе. Нават калі адзін участак нашай ДНК нейкім чынам змяняецца, звязаны з ім бялок больш не можа выконваць сваю нармальную функцыю. У залежнасці ад таго, дзе адбываецца гэтая змена, яна можа мець невялікі эфект або не мець ніякага эфекту, або можа змяніць клеткі настолькі, што можа прывесці да генетычны засмучэнне або хвароба. Такія змены выкліканыя памылкамі ў рэплікацыі (дуплікацыі) ДНК падчас росту або фактарамі навакольнага асяроддзя, ладам жыцця, курэннем і ўздзеяннем радыяцыі. Такія парушэнні перадаюцца нашчадкам і пачынаюць узнікаць, калі дзіця развіваецца ў матцы маці, і таму іх называюць «прыроджанымі дэфектамі».
Прыроджаныя дэфекты могуць быць нязначнымі або надзвычай цяжкімі і могуць паўплываць на знешні выгляд, працу органа і некаторыя аспекты фізічнага або разумовага развіцця. Мільёны дзяцей штогод нараджаюцца з сур'ёзнымі генетычны умовы. Гэтыя дэфекты можна выявіць падчас цяжарнасці, так як яны відавочныя на працягу першых трох месяцаў цяжарнасці, калі органы яшчэ фармуюцца. Для выяўлення даступная методыка пад назвай амниоцентез генетычны анамаліі ў плёну з дапамогай аналізу околоплодных вод, узятых з маткі. Аднак, нават з дапамогай амниоцентеза, лячэнне іх немагчыма, таму што няма варыянтаў, каб зрабіць якія-небудзь выпраўленні да нараджэння дзіцяці. Некаторыя дэфекты бяскрыўдныя і не патрабуюць ніякага ўмяшання, але некаторыя іншыя могуць мець сур'ёзны характар і могуць запатрабаваць працяглага лячэння або нават прывесці да смяротнага зыходу для дзіцяці. Некаторыя дэфекты можна выправіць неўзабаве пасля нараджэння дзіцяці - напрыклад, на працягу тыдня - але часцей за ўсё лячыць ужо позна.
Лячэнне генетычны стан будучага дзіцяці
Упершыню рэвалюцыйны метад рэдагавання генаў быў выкарыстаны для лячэння "генетычны парушэнне» ў мышэй падчас развіцця плёну ў матка ў даследаванні даследчыкаў з Універсітэта Карнегі-Меллона і Ельскага універсітэта. Дакладна ўстаноўлена, што падчас ранняга развіцця ў эмбрыёна (на працягу першых трох месяцаў цяжарнасці) ёсць шмат ствалавых клетак (тып недыферэнцыяваных клетак, якія пасля паспявання могуць стаць клеткамі любога тыпу), якія дзеляцца з вялікай хуткасцю. Гэта адпаведны момант часу, калі а генетычны мутацыя, калі яе выправіць, паменшыць уплыў мутацыі на развіццё ад эмбрыёна да плёну. Ёсць верагоднасць, што сур'ёзны генетычны стан можна нават вылечыць, і дзіця нарадзіцца без непрадбачаных прыроджаных дэфектаў.
У гэтым даследаванні, апублікаваным у Прырода Камунікацыі даследчыкі выкарысталі метад рэдагавання генаў на аснове пептыдаў нуклеінавых кіслот. Гэты метад выкарыстоўваўся раней для лячэння бэта-талассемии - a генетычны захворванне крыві, пры якім гемаглабін (HB), які выпрацоўваецца ў крыві, значна зніжаецца, што затым уплывае на нармальнае забеспячэнне кіслародам розных частак цела, што прыводзіць да сур'ёзных анамальных наступстваў. У гэтай тэхніцы былі створаны унікальныя сінтэтычныя малекулы, званыя пептыднымі нуклеінавымі кіслотамі (ПНК) (зробленыя з камбінацыі сінтэтычнага бялковага каркаса з ДНК і РНК). Затым наначасціцы выкарыстоўваліся для транспарціроўкі гэтых малекул ПНК разам са «здаровай і нармальнай» ДНК донара да месца генетычны мутацыя. Комплекс ПНК і ДНК ідэнтыфікуе пазначаную мутацыю ў месцы, малекула ПНК затым звязвае і расшпільвае падвойную спіраль мутаванай або дэфектнай ДНК. Нарэшце, донарская ДНК звязваецца з мутаванай ДНК і аўтаматызуе механізм выпраўлення памылкі ДНК. Галоўнае значэнне гэтага даследавання заключаецца ў тым, што яно праводзілася на плёне, таму даследчыкі павінны былі выкарыстоўваць метад, аналагічны амниоцентезу, пры якім яны ўстаўлялі комплекс PNA ў околоплодной бурбалку (амниотическую вадкасць) цяжарных мышэй, плён якіх неслі ген мутацыя, якая выклікае бэта-талассемию. Пасля адной ін'екцыі PNA 6 працэнтаў мутацый былі выпраўленыя. У гэтых мышэй назіралася паляпшэнне сімптомаў захворвання, г.зн. ўзровень гемаглабіну быў у нармальным дыяпазоне, што можна было інтэрпрэтаваць як «вылечэнне» мышэй. Яны таксама паказалі павышаную выжывальнасць. Гэтая ін'екцыя была ў вельмі абмежаваным дыяпазоне, але даследчыкі спадзяюцца, што нават больш высокія паказчыкі поспеху можна дамагчыся, калі ін'екцыі рабіліся некалькі разоў.
Даследаванне з'яўляецца актуальным, таму што не было адзначана неадпаведных мэтаў і была выпраўлена толькі патрэбная ДНК. Такія метады рэдагавання генаў, як CRISPR/Cas9, хоць і прасцей у выкарыстанні ў даследчых мэтах, яны ўсё яшчэ выклікаюць спрэчкі, таму што ён разразае ДНК і здзяйсняе памылкі за межамі пляцоўкі, паколькі яны таксама пашкоджваюць нармальную ДНК за межамі мэты. З-за гэтага абмежавання яны не ідэальна падыходзяць для распрацоўкі метадаў лячэння. Улічваючы гэты фактар, метад, паказаны ў бягучым даследаванні, звязваецца толькі з ДНК-мішэнню і аднаўляе яе і паказвае нуль памылак за межамі сайта. Гэта мэтавае якасць робіць яго ідэальным для лячэння. Такі метад у яго цяперашняй канструкцыі таксама патэнцыйна можа быць выкарыстаны для «лячэння» іншых захворванняў у будучыні.
***
{Вы можаце прачытаць арыгінальную даследчую працу, націснуўшы на спасылку DOI, прыведзены ніжэй у спісе цытуемых крыніц}
Крыніца (я)
Ricciardi AS і соавт. 2018. Унутрычэраўная дастаўка наначасціц для рэдагавання геному канкрэтнага сайта. Прырода Камунікацыі. https://doi.org/10.1038/s41467-018-04894-2
***
