ΔΙΑΦΗΜΙΣΗ

Διόρθωση γενετικών καταστάσεων σε αγέννητα μωρά

Η μελέτη δείχνει υπόσχεση για τη θεραπεία γενετικής νόσου σε ένα θηλαστικό κατά την ανάπτυξη του εμβρύου κατά τους πρώτους τρεις μήνες της εγκυμοσύνης

A γενετική Η διαταραχή είναι μια κατάσταση ή μια ασθένεια που προκαλείται από μη φυσιολογικές αλλαγές ή μεταλλάξεις στο DNA ενός ατόμου στο γονίδιο. Μας DNA παρέχει τον απαιτούμενο κώδικα για την παραγωγή πρωτεϊνών οι οποίες στη συνέχεια εκτελούν τις περισσότερες από τις λειτουργίες στο σώμα μας. Ακόμα κι αν ένα τμήμα του DNA μας αλλάξει με κάποιο τρόπο, η πρωτεΐνη που σχετίζεται με αυτό δεν μπορεί πλέον να εκτελέσει την κανονική της λειτουργία. Ανάλογα με το πού συμβαίνει αυτή η αλλαγή, είτε μπορεί να έχει ελάχιστη ή καθόλου επίδραση είτε μπορεί να αλλάξει τόσο πολύ τα κύτταρα που θα μπορούσε στη συνέχεια να οδηγήσει σε γενετική διαταραχή ή ασθένεια. Τέτοιες αλλαγές προκαλούνται από σφάλματα στην αντιγραφή του DNA (διπλασιασμός) κατά την ανάπτυξη ή περιβαλλοντικούς παράγοντες, τον τρόπο ζωής, το κάπνισμα και την έκθεση στην ακτινοβολία. Τέτοιες διαταραχές μεταδίδονται στους απογόνους και αρχίζουν να εμφανίζονται όταν το μωρό αναπτύσσεται στη μήτρα της μητέρας και ως εκ τούτου αναφέρονται ως «γεννητικές ανωμαλίες».

Οι γενετικές ανωμαλίες μπορεί να είναι μικρές ή εξαιρετικά σοβαρές και μπορεί να επηρεάσουν την εμφάνιση, τη λειτουργία ενός οργάνου και κάποια πτυχή της σωματικής ή πνευματικής ανάπτυξης. Εκατομμύρια παιδιά γεννιούνται κάθε χρόνο με σοβαρές γενετικές παθήσεις. Αυτά τα ελαττώματα μπορούν να ανιχνευθούν κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης καθώς είναι εμφανή μέσα στους πρώτους τρεις μήνες της εγκυμοσύνης, όταν τα όργανα σχηματίζονται ακόμη. Μια τεχνική που ονομάζεται αμνιοπαρακέντηση είναι διαθέσιμη για την ανίχνευση γενετικών ανωμαλιών στο έμβρυο με δοκιμή αμνιακού υγρού που εξάγεται από τη μήτρα. Ωστόσο, ακόμη και με αμνιοπαρακέντηση, η αντιμετώπισή τους δεν είναι δυνατή καθώς δεν υπάρχουν διαθέσιμες επιλογές για να γίνουν διορθώσεις πριν από τη γέννηση του μωρού. Ορισμένα από τα ελαττώματα είναι ακίνδυνα και δεν απαιτούν καμία παρέμβαση, αλλά κάποια άλλα μπορεί να είναι σοβαρής φύσης και μπορεί να απαιτούν μακροχρόνια θεραπεία ή ακόμη και να είναι θανατηφόρα για το βρέφος. Ορισμένα ελαττώματα μπορούν να διορθωθούν λίγο μετά τη γέννηση του μωρού – για παράδειγμα μέσα σε μια εβδομάδα – αλλά κυρίως είναι πολύ αργά για θεραπεία.

Θεραπεία γενετικής πάθησης σε αγέννητο μωρό

Για πρώτη φορά, η επαναστατική τεχνική επεξεργασίας γονιδίων χρησιμοποιήθηκε για τη θεραπεία μιας «γενετικής διαταραχής» σε ποντίκια κατά την ανάπτυξη του εμβρύου στη μήτρα σε μια μελέτη από ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Carnegie Mellon και στο Πανεπιστήμιο Yale. Είναι καλά τεκμηριωμένο ότι κατά την πρώιμη ανάπτυξη στο έμβρυο (κατά τους πρώτους τρεις μήνες της εγκυμοσύνης) υπάρχουν πολλά βλαστοκύτταρα (ένας αδιαφοροποίητος κυτταρικός τύπος που μπορεί να γίνει οποιοδήποτε είδος κυττάρου κατά την ωρίμανση) που διαιρούνται με γρήγορο ρυθμό. Αυτό είναι το κατάλληλο χρονικό σημείο όπου μια γενετική μετάλλαξη, εάν διορθωθεί, θα μείωνε τον αντίκτυπο της μετάλλαξης στην ανάπτυξη εμβρύου προς έμβρυο. Υπάρχουν πιθανότητες ότι μια σοβαρή γενετική πάθηση θα μπορούσε ακόμη και να θεραπευτεί και το μωρό να γεννηθεί χωρίς τις ακούσιες γενετικές ανωμαλίες.

Σε αυτή τη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature Communications Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια τεχνική επεξεργασίας γονιδίων που βασίζεται σε πεπτίδιο νουκλεϊκό οξύ. Αυτή η τεχνική έχει χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν για τη θεραπεία της βήτα θαλασσαιμίας - μια γενετική διαταραχή του αίματος κατά την οποία η αιμοσφαιρίνη (HB) που παράγεται στο αίμα μειώνεται σημαντικά, η οποία στη συνέχεια επηρεάζει τη φυσιολογική παροχή οξυγόνου σε διάφορα μέρη του σώματος με σοβαρές ανώμαλες συνέπειες. Σε αυτή την τεχνική, δημιουργήθηκαν μοναδικά συνθετικά μόρια που ονομάζονται πεπτιδικά νουκλεϊκά οξέα (PNAs) (που αποτελούνται από συνδυασμό σκελετού συνθετικής πρωτεΐνης με DNA και RNA). Στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκε ένα νανοσωματίδιο για τη μεταφορά αυτών των μορίων PNA μαζί με το «υγιές και φυσιολογικό» DNA δότη στη θέση μιας γενετικής μετάλλαξης. Το σύμπλεγμα PNA και DNA αναγνωρίζει την καθορισμένη μετάλλαξη σε μια θέση, το μόριο PNA δεσμεύει και αποσυνδέει τη διπλή έλικα του μεταλλαγμένου ή ελαττωματικού DNA. Τέλος, το DNA του δότη συνδέεται με το μεταλλαγμένο DNA και αυτοματοποιεί έναν μηχανισμό για τη διόρθωση του σφάλματος του DNA. Η κύρια σημασία αυτής της μελέτης είναι ότι έγινε σε έμβρυο, επομένως οι ερευνητές έπρεπε να χρησιμοποιήσουν μια μέθοδο ανάλογη με την αμνιοπαρακέντηση όπου εισήγαγαν το σύμπλεγμα PNA στον αμνιακό σάκο (αμνιακό υγρό) εγκύων ποντικών των οποίων τα έμβρυα έφεραν γονίδιο μετάλλαξη που προκαλεί βήτα θαλασσαιμία. Μετά από μία ένεση PNA, το 6% των μεταλλάξεων διορθώθηκε. Αυτά τα ποντίκια εμφάνισαν βελτίωση στα συμπτώματα της νόσου, δηλαδή τα επίπεδα της αιμοσφαιρίνης ήταν σε φυσιολογικό εύρος, το οποίο θα μπορούσε να ερμηνευθεί ως τα ποντίκια που «θεραπεύτηκαν» από την πάθηση. Έδειξαν επίσης αυξημένο ποσοστό επιβίωσης. Αυτή η ένεση ήταν σε πολύ περιορισμένο εύρος, αλλά οι ερευνητές ελπίζουν ότι μπορούν να επιτευχθούν ακόμη υψηλότερα ποσοστά επιτυχίας εάν οι ενέσεις γίνονταν πολλές φορές.

Η μελέτη είναι σχετική επειδή δεν σημειώθηκαν εκτός στόχων και διορθώθηκε μόνο το επιθυμητό DNA. Οι τεχνικές γονιδιακής επεξεργασίας όπως το CRISPR/Cas9, αν και είναι πιο εύκολες στη χρήση για ερευνητικούς σκοπούς, είναι ακόμα αμφιλεγόμενες επειδή κόβουν το DNA και πραγματοποιούν σφάλματα εκτός τοποθεσίας, καθώς βλάπτουν και ένα φυσιολογικό DNA εκτός στόχου. Εξαιτίας αυτού του περιορισμού δεν είναι ιδανικά κατάλληλα για το σχεδιασμό θεραπειών. Λαμβάνοντας υπόψη αυτόν τον παράγοντα, η μέθοδος που παρουσιάζεται στην τρέχουσα μελέτη συνδέεται μόνο με το DNA στόχο και το επιδιορθώνει και εμφανίζει μηδενικά σφάλματα εκτός τοποθεσίας. Αυτή η στοχευμένη ποιότητα το καθιστά ιδανικό για θεραπευτικούς σκοπούς. Μια τέτοια μέθοδος στο σημερινό της σχέδιο θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για να «θεραπεύσει» άλλες καταστάσεις στο μέλλον.

***

{Μπορείτε να διαβάσετε την αρχική ερευνητική εργασία κάνοντας κλικ στον σύνδεσμο DOI που δίνεται παρακάτω στη λίστα των αναφερόμενων πηγών}

Πηγές)

Ricciardi AS et al. 2018. Παράδοση νανοσωματιδίων στη μήτρα για επεξεργασία γονιδιώματος ειδικής τοποθεσίας. Nature Communicationshttps://doi.org/10.1038/s41467-018-04894-2

***

Ομάδα SCIEU
Ομάδα SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Scientific European® | SCIEU.com | Σημαντική πρόοδος στην επιστήμη. Επιπτώσεις στην ανθρωπότητα. Μυαλά που εμπνέουν.

Εγγραφείτε στο newsletter μας

Για ενημέρωση με όλες τις τελευταίες ειδήσεις, προσφορές και ειδικές ανακοινώσεις.

Τα πιο δημοφιλή άρθρα

Η ανεπάρκεια βιταμίνης D (VDI) οδηγεί σε σοβαρά συμπτώματα COVID-19

Η εύκολα διορθώσιμη κατάσταση της ανεπάρκειας βιταμίνης D (VDI) έχει...

Προέλευση των Νετρίνων Υψηλής Ενέργειας Traced

Η προέλευση του νετρίνου υψηλής ενέργειας έχει εντοπιστεί για...
- Διαφήμιση -
94,678ΑνεμιστήρεςΑρέσει
47,718οπαδούςΑκολουθώ
1,772οπαδούςΑκολουθώ
30ΣυνδρομητέςΕγγραφείτε