Uuring näitab lubadust ravida imetaja geneetilisi haigusi loote arengu ajal raseduse esimesel kolmel kuul
A geneetiline häire on seisund või haigus, mis on põhjustatud ebanormaalsetest muutustest või mutatsioonidest inimese DNA-s geenis. Meie DNA annab vajaliku koodi valkude valmistamiseks, mis seejärel täidavad enamikku meie keha funktsioonidest. Isegi kui üks osa meie DNA-st mingil moel muutub, ei saa sellega seotud valk enam oma tavapärast funktsiooni täita. Olenevalt sellest, kus see muutus toimub, võib sellel olla väike mõju või see puudub või võib rakke nii palju muuta, et see võib viia geneetiline häire või haigus. Selliseid muutusi põhjustavad vead DNA replikatsioonis (dubleerimine) kasvu ajal või keskkonnategurid, elustiil, suitsetamine ja kokkupuude kiirgusega. Sellised häired kanduvad edasi järglastele ja hakkavad ilmnema siis, kui laps areneb ema emakas ning seetõttu nimetatakse neid "sünnidefektideks".
Sünnidefektid võivad olla väikesed või äärmiselt rasked ning võivad mõjutada välimust, elundi talitlust ja mõnda füüsilise või vaimse arengu aspekti. Igal aastal sünnib miljoneid lapsi, kellel on tõsine geneetiline tingimused. Neid defekte saab tuvastada raseduse ajal, kuna need ilmnevad raseduse esimese kolme kuu jooksul, kui elundid alles moodustuvad. Tuvastamiseks on saadaval meetod, mida nimetatakse amniotsenteesiks geneetiline loote kõrvalekalded emakast eraldatud amnionivedeliku testimise teel. Kuid isegi amniotsenteesi korral ei ole nende ravi võimalik, kuna enne lapse sündi pole mingeid parandusi teha. Mõned defektid on kahjutud ega vaja sekkumist, kuid mõned teised võivad olla tõsise iseloomuga ja vajada pikaajalist ravi või isegi lõppeda imikule surmaga. Mõningaid defekte saab parandada kohe pärast lapse sündi – näiteks nädala jooksul –, kuid enamasti on ravimiseks juba hilja.
Kuivatamine geneetiline seisund sündimata lapsel
Esimest korda on revolutsioonilist geenide redigeerimise tehnikat kasutatud haiguse raviks.geneetiline häire” hiirtel loote arengu ajal emakas Carnegie Melloni ülikooli ja Yale’i ülikooli teadlaste uuringus. On hästi teada, et embrüo varase arengu ajal (raseduse esimese kolme kuu jooksul) on palju tüvirakke (diferentseerumata rakutüüp, millest küpsemisel võib saada mis tahes tüüpi rakk), mis jagunevad kiiresti. See on asjakohane ajahetk, kus a geneetiline korrigeerimise korral vähendaks mutatsiooni mõju embrüo ja loote arengule. On tõenäoline, et tõsine geneetiline haigusseisundit saab isegi ravida ja laps sünnib ilma soovimatute sünnidefektideta.
Selles aastal avaldatud uuringus Nature Communications teadlased on kasutanud peptiidnukleiinhappepõhist geenide redigeerimise tehnikat. Seda tehnikat on varem kasutatud beetatalasseemia raviks – a geneetiline verehaigus, mille puhul veres toodetud hemoglobiini (HB) tase on oluliselt vähenenud, mis seejärel mõjutab normaalset hapnikuvarustust erinevatele kehaosadele, mis põhjustab tõsiseid ebanormaalseid tagajärgi. Selle tehnika abil loodi ainulaadsed sünteetilised molekulid, mida nimetatakse peptiidnukleiinhapeteks (PNA-d) (mis on valmistatud sünteetilise valgu karkassi kombinatsioonist DNA ja RNA-ga). Seejärel kasutati nanoosakest nende PNA molekulide transportimiseks koos "tervisliku ja normaalse" doonor-DNAga geneetiline mutatsioon. PNA ja DNA kompleks tuvastab kohas määratud mutatsiooni, seejärel seob PNA molekul muteerunud või vigase DNA kaksikheeliksi ja tõmbab selle lahti. Lõpuks seostub doonori DNA muteerunud DNA-ga ja automatiseerib DNA vea parandamise mehhanismi. Selle uuringu peamine tähtsus seisneb selles, et see viidi läbi lootel, mistõttu pidid teadlased kasutama amniotsenteesiga analoogset meetodit, mille käigus sisestati PNA kompleks tiinete hiirte lootekotti (amnionivedelikku), kelle loodetel oli geen mutatsioon, mis põhjustab beeta-talasseemiat. Pärast ühte PNA süstimist parandati 6 protsenti mutatsioonidest. Nendel hiirtel ilmnesid haiguse sümptomite paranemine, st hemoglobiini tase oli normaalses vahemikus, mida võib tõlgendada kui hiirte seisundist "ravimist". Samuti näitasid nad suurenenud elulemust. See süst oli väga piiratud vahemikus, kuid teadlased loodavad, et mitu korda süstimise korral on võimalik saavutada veelgi suurem edukus.
Uuring on asjakohane, kuna sihtmärke ei täheldatud ja korrigeeriti ainult soovitud DNA-d. Geeni redigeerimise tehnikaid, nagu CRISPR/Cas9, on küll lihtsam kasutada uurimiseesmärkidel, kuid see on endiselt vastuoluline, kuna see lõikab DNA-d ja teeb väljaspool asukohta vigu, kuna need kahjustavad ka sihtmärgivälist normaalset DNA-d. Selle piirangu tõttu ei sobi need teraapiate kavandamiseks ideaalselt. Arvestades seda tegurit, seondub praeguses uuringus näidatud meetod ainult sihtmärk-DNA-ga ja parandab seda ning näitab nulli väliseid vigu. See sihipärane kvaliteet muudab selle terapeutiliseks kasutamiseks ideaalseks. Sellist meetodit oma praeguses disainis võiks tulevikus potentsiaalselt kasutada ka muude seisundite "ravimiseks".
***
Allikas (d)
Ricciardi AS et al. 2018. In utero nanoosakeste kohaletoimetamine kohaspetsiifilise genoomi redigeerimiseks. Nature Communications. https://doi.org/10.1038/s41467-018-04894-2
***
Kommentaarid on suletud.