Studiul arată promițător pentru tratarea bolilor genetice la un mamifer în timpul dezvoltării fetale în primele trei luni de sarcină
A genetic tulburarea este o afecțiune sau o boală care este cauzată de modificări sau mutații anormale ale ADN-ului unei persoane în genă. Al nostru ADN-ul oferă codul necesar pentru fabricarea proteinelor care apoi îndeplinesc majoritatea funcțiilor din corpul nostru. Chiar dacă o secțiune a ADN-ului nostru este modificată într-un fel, proteina asociată cu aceasta nu își mai poate îndeplini funcția normală. În funcție de locul în care are loc această schimbare, poate avea un efect mic sau deloc sau poate modifica celulele atât de mult încât ar putea duce apoi la o genetic tulburare sau boală. Astfel de modificări sunt cauzate de erori în replicarea ADN-ului (duplicare) în timpul creșterii, sau de factorii de mediu, stilul de viață, fumatul și expunerea la radiații. Astfel de tulburări sunt transmise urmașilor și încep să apară atunci când copilul se dezvoltă în uterul mamei și, prin urmare, sunt denumite „defecte congenitale”.
Defectele congenitale pot fi minore sau extrem de severe și pot afecta aspectul, funcția unui organ și unele aspecte ale dezvoltării fizice sau mentale. Milioane de copii se nasc anual cu serioase genetic conditii. Aceste defecte pot fi detectate în timpul sarcinii, deoarece sunt evidente în primele trei luni de sarcină, când organele încă se formează. Pentru depistare este disponibilă o tehnică numită amniocenteză genetic anomalii la făt prin testarea lichidului amniotic extras din uter. Cu toate acestea, chiar și în cazul amniocentezei, tratarea lor nu este posibilă, deoarece nu sunt disponibile opțiuni pentru a face corecturi înainte de nașterea copilului. Unele dintre defecte sunt inofensive și nu necesită intervenție, dar altele pot fi de natură gravă și pot necesita tratament pe termen lung sau chiar pot fi fatale pentru sugar. Unele defecte pot fi corectate la scurt timp după nașterea copilului – de exemplu în decurs de o săptămână – dar de cele mai multe ori este prea târziu pentru tratament.
conservare genetic starea unui copil nenăscut
Pentru prima dată tehnica revoluționară de editare a genelor a fost folosită pentru a vindeca o „genetic tulburare" la șoareci în timpul dezvoltării fetale în uter într-un studiu realizat de cercetătorii de la Universitatea Carnegie Mellon și Universitatea Yale. Este bine stabilit că în timpul dezvoltării timpurii în embrion (în timpul primelor trei luni de sarcină) există multe celule stem (un tip de celule nediferențiate care poate deveni orice tip de celulă la maturizare) care se împart într-un ritm rapid. Acesta este momentul pertinent în care a genetic mutația dacă este corectată ar reduce impactul mutației asupra dezvoltării embrio-fetale. Există șanse ca un sever genetic afecțiunea ar putea fi chiar vindecată și copilul se naște fără defecte congenitale neintenționate.
În acest studiu publicat în Natura Comunicaţii cercetătorii au folosit o tehnică de editare a genelor pe bază de acid nucleic peptidic. Această tehnică a fost folosită înainte pentru a trata beta talasemie – a genetic tulburare de sânge în care hemoglobina (HB) produsă în sânge este redusă considerabil, ceea ce afectează apoi aportul normal de oxigen către diferite părți ale corpului, ducând la consecințe anormale grave. În această tehnică, au fost create molecule sintetice unice numite acizi nucleici peptidici (PNA) (facute dintr-o combinație de coloană vertebrală a proteinelor sintetice cu ADN și ARN). O nanoparticulă a fost apoi folosită pentru a transporta aceste molecule de PNA împreună cu ADN-ul donator „sănătos și normal” la locația unui genetic mutaţie. Complexul de PNA și ADN identifică mutația desemnată la un loc, molecula de PNA apoi leagă și dezactivează dublul helix al ADN-ului mutant sau defect. În cele din urmă, ADN-ul donatorului se leagă de ADN-ul mutant și automatizează un mecanism de corectare a erorii ADN. Semnificația principală a acestui studiu este că a fost făcut la un făt, astfel că cercetătorii au trebuit să folosească o metodă analogă cu amniocenteza în care au introdus complexul PNA în sacul amniotic (lichidul amniotic) al șoarecilor gravide ai căror fetuși transportau genă mutație care provoacă beta talasemie. După o injecție de PNA, 6% dintre mutații au fost corectate. Acești șoareci au prezentat o îmbunătățire a simptomelor bolii, adică nivelurile de hemoglobină au fost în intervalul normal, ceea ce ar putea fi interpretat ca șoarecii fiind „vindecați” de afecțiune. Ei au arătat, de asemenea, o rată de supraviețuire crescută. Această injecție a fost într-un interval foarte limitat, dar cercetătorii speră că pot fi obținute rate și mai mari de succes dacă injecțiile au fost făcute de mai multe ori.
Studiul este relevant deoarece nu s-au observat ținte în afara țintelor și doar ADN-ul dorit a fost corectat. Tehnicile de editare genetică, cum ar fi CRISPR/Cas9, deși sunt mai ușor de utilizat în scopuri de cercetare, este încă controversată, deoarece taie ADN-ul și efectuează erori în afara locului, deoarece deteriorează și un ADN normal care nu este țintă. Din cauza acestei limitări, ele nu sunt potrivite în mod ideal pentru proiectarea terapiilor. Având în vedere acest factor, metoda prezentată în studiul actual se leagă doar de ADN-ul țintă și îl repară și nu prezintă erori offsite. Această calitate vizată îl face ideal pentru terapii. O astfel de metodă în designul său actual ar putea fi, de asemenea, potențial utilizată pentru a „vindeca” alte afecțiuni în viitor.
***
{Puteți citi lucrarea originală de cercetare făcând clic pe linkul DOI de mai jos în lista surselor citate}
Sursa (s)
Ricciardi AS și colab. 2018. Livrare in utero de nanoparticule pentru editarea genomului specific site-ului. Natura Comunicaţii. https://doi.org/10.1038/s41467-018-04894-2
***
