Rannsókn sýnir loforð um að meðhöndla erfðasjúkdóma hjá spendýri við fósturþroska á fyrstu þremur mánuðum meðgöngu
A erfðaefni truflun er ástand eða sjúkdómur sem orsakast af óeðlilegum breytingum eða stökkbreytingum á DNA einstaklings í geninu. Okkar DNA veitir nauðsynlegan kóða til að búa til prótein sem síðan framkvæma flestar aðgerðir í líkama okkar. Jafnvel þótt einn hluti af DNA okkar breytist á einhvern hátt, getur próteinið sem tengist því ekki lengur sinnt sínu eðlilega hlutverki. Það fer eftir því hvar þessi breyting á sér stað annað hvort getur hún haft lítil eða engin áhrif eða hún gæti breytt frumunum svo mikið að það gæti leitt til erfðaefni truflun eða veikindi. Slíkar breytingar stafa af villum í DNA eftirmyndun (fjölföldun) meðan á vexti stendur, eða umhverfisþáttum, lífsstíl, reykingum og útsetningu fyrir geislun. Slíkar kvillar berast til afkvæmanna og byrja að koma fram þegar barnið er að þroskast í legi móður og er því vísað til sem „fæðingargalla“.
Fæðingargallar geta verið minniháttar eða mjög alvarlegir og geta haft áhrif á útlit, starfsemi líffæra og einhvern þátt í líkamlegum eða andlegum þroska. Milljónir barna fæðast árlega með alvarlega erfðaefni skilyrði. Þessa galla er hægt að greina á meðgöngu þar sem þeir eru augljósir á fyrstu þremur mánuðum meðgöngu þegar líffærin eru enn að myndast. Tækni sem kallast legvatnsástunga er tiltæk til að greina erfðaefni frávik í fóstrinu með því að prófa legvatn sem dregið er úr leginu. Hins vegar, jafnvel með legvatnsástungu, er ekki hægt að meðhöndla þau þar sem engir möguleikar eru í boði til að gera einhverjar leiðréttingar fyrir fæðingu barnsins. Sumir gallanna eru skaðlausir og krefjast engrar inngrips en sumir aðrir geta verið alvarlegs eðlis og geta þurft langtímameðferð eða jafnvel banvænt fyrir ungbarnið. Suma galla er hægt að laga stuttu eftir fæðingu barnsins – til dæmis innan viku – en oftast er það of seint fyrir meðferð.
Ráðhús erfðaefni ástand hjá ófæddu barni
Í fyrsta skipti hefur byltingarkennda genabreytingartæknin verið notuð til að læknaerfðaefni röskun' í músum við fósturþroska í legi í rannsókn vísindamanna við Carnegie Mellon háskólann og Yale háskólann. Það er vel þekkt að við snemma þroska í fósturvísinum (á fyrstu þremur mánuðum meðgöngu) eru margar stofnfrumur (óaðgreind frumugerð sem getur orðið hvers kyns fruma við þroska) sem skipta sér hratt. Þetta er viðeigandi tímapunktur þar sem a erfðaefni stökkbreyting ef leiðrétt myndi draga úr áhrifum stökkbreytingarinnar á þroska fósturvísis til fósturs. Það eru líkur á að alvarlegt erfðaefni ástand gæti jafnvel læknast og barnið fæðist án óviljandi fæðingargalla.
Í þessari rannsókn sem birt var í Nature Communications vísindamenn hafa notað peptíð kjarnsýru-undirstaða gena útgáfa tækni. Þessi tækni hefur verið notuð áður til að meðhöndla beta thalassemia - a erfðaefni blóðsjúkdómur þar sem blóðrauði (HB) sem framleitt er í blóði minnkar verulega sem hefur síðan áhrif á eðlilegt súrefnisframboð til ýmissa hluta líkamans sem leiðir til alvarlegra óeðlilegra afleiðinga. Í þessari tækni voru búnar til einstakar tilbúnar sameindir sem kallast peptíðkjarnsýrur (PNA) (gerðar úr blöndu af tilbúnu próteini með DNA og RNA). Nanóögn var síðan notuð til að flytja þessar PNA sameindir ásamt „heilbrigðu og eðlilegu“ DNA gjafa á stað erfðaefni stökkbreytingu. Fléttan af PNA og DNA auðkennir tilnefnda stökkbreytingu á stað, PNA sameind binst síðan og rennir upp tvöfalda helix stökkbreytts eða gallaðs DNA. Að lokum binst DNA gjafa við stökkbreytta DNA og gerir sjálfvirkan búnað til að leiðrétta DNA villuna. Helsta þýðing þessarar rannsóknar er að hún var gerð í fóstri, þannig að vísindamenn þurftu að nota svipaða aðferð og legvatnsástungu þar sem þeir settu PNA flókið í legpoka (fósturvatn) þungaðra músa sem báru fóstur gen stökkbreyting sem veldur beta thalassemia. Eftir eina inndælingu af PNA voru 6 prósent stökkbreytinga leiðrétt. Þessar mýs sýndu bata í einkennum sjúkdómsins, þ.e. blóðrauðagildi voru innan eðlilegra marka sem mætti túlka sem að mýsnar væru „læknar“ af sjúkdómnum. Þeir sýndu einnig aukna lifun. Þessi inndæling var á mjög takmörkuðu sviði en vísindamenn eru vongóðir um að hægt sé að ná enn meiri árangri ef sprautað var mörgum sinnum.
Rannsóknin skiptir máli vegna þess að ekki var tekið fram utan marka og aðeins æskilegt DNA var leiðrétt. Genabreytingaraðferðir eins og CRISPR/Cas9 eru þó auðveldari í notkun í rannsóknartilgangi, þær eru enn umdeildar vegna þess að þær skera DNA og framkvæma villur utan staðar þar sem þær skemma líka venjulegt DNA utan miða. Vegna þessarar takmörkunar eru þau ekki hentug til að hanna meðferðir. Að teknu tilliti til þessa þáttar, þá binst aðferðin sem sýnd er í núverandi rannsókn aðeins við mark-DNA og gerir við það og sýnir engar villur á staðnum. Þessi markvissa gæði gerir það tilvalið fyrir meðferðir. Slík aðferð í núverandi hönnun gæti einnig mögulega verið notuð til að „lækna“ aðrar aðstæður í framtíðinni.
***
{Þú getur lesið upprunalegu rannsóknarritgerðina með því að smella á DOI hlekkinn sem gefinn er upp hér að neðan á listanum yfir tilvitnaðar heimildir}
Heimildir)
Ricciardi AS o.fl. 2018. Afhending nanóagna í móðurkviði fyrir staðbundna erfðamengisbreytingu. Nature Communications. https://doi.org/10.1038/s41467-018-04894-2
***
