Studimi tregon premtime për trajtimin e sëmundjeve gjenetike te një gjitar gjatë zhvillimit të fetusit në tre muajt e parë të shtatzënisë
A gjenetik Çrregullimi është një gjendje ose një sëmundje e cila shkaktohet nga ndryshime anormale ose mutacione në ADN-në e një personi në gjen. Tona ADN siguron kodin e kërkuar për prodhimin e proteinave të cilat më pas kryejnë shumicën e funksioneve në trupin tonë. Edhe nëse një pjesë e ADN-së sonë ndryshon në një farë mënyre, proteina e lidhur me të nuk mund të kryejë më funksionin e saj normal. Në varësi të vendit ku ndodh ky ndryshim, ai mund të ketë pak ose aspak efekt ose mund të ndryshojë qelizat aq shumë sa që më pas mund të çojë në një gjenetik çrregullim apo sëmundje. Ndryshime të tilla shkaktohen nga gabimet në replikimin (dyfishimin) e ADN-së gjatë rritjes, ose faktorët mjedisorë, stili i jetesës, pirja e duhanit dhe ekspozimi ndaj rrezatimit. Çrregullime të tilla kalojnë te pasardhësit dhe fillojnë të ndodhin kur fëmija zhvillohet në mitrën e nënës dhe për këtë arsye quhen 'defekte të lindjes'.
Defektet e lindjes mund të jenë të vogla ose jashtëzakonisht të rënda dhe mund të ndikojnë në pamjen, funksionin e një organi dhe disa aspekte të zhvillimit fizik ose mendor. Miliona fëmijë lindin çdo vit me sëmundje serioze gjenetik kushtet. Këto defekte mund të zbulohen gjatë shtatzënisë pasi ato janë të dukshme brenda tre muajve të parë të shtatzënisë kur organet janë ende në formim. Një teknikë e quajtur amniocentezë është e disponueshme për zbulimin gjenetik anomalitë në fetus duke testuar lëngun amniotik të nxjerrë nga mitra. Megjithatë, edhe me amniocentezë, trajtimi i tyre nuk është i mundur pasi nuk ka mundësi për të bërë ndonjë korrigjim përpara lindjes së foshnjës. Disa nga defektet janë të padëmshme dhe nuk kërkojnë ndërhyrje, por disa të tjera mund të jenë të natyrës serioze dhe mund të kërkojnë trajtim afatgjatë ose edhe të jenë fatale për foshnjën. Disa defekte mund të korrigjohen menjëherë pas lindjes së foshnjës – për shembull brenda një jave – por kryesisht është tepër vonë për trajtim.
konservim gjenetik gjendje në një fëmijë të palindur
Për herë të parë teknika revolucionare e redaktimit të gjeneve është përdorur për të kuruar njëgjenetik çrregullim në minj gjatë zhvillimit të fetusit në mitër në një studim nga studiuesit në Universitetin Carnegie Mellon dhe Universitetin Yale. Është vërtetuar mirë se gjatë zhvillimit të hershëm në embrion (gjatë tre muajve të parë të shtatzënisë) ka shumë qeliza staminale (një lloj qelize e padiferencuar që mund të bëhet çdo lloj qelize pas maturimit) që ndahen me shpejtësi. Kjo është pika kohore përkatëse ku a gjenetik mutacioni nëse korrigjohet do të reduktonte ndikimin e mutacionit në zhvillimin e embrionit në fetus. Ka mundësi që një e rëndë gjenetik gjendja madje mund të shërohet dhe foshnja lind pa defekte të padëshiruara të lindjes.
Në këtë studim të publikuar në Nature Communications Studiuesit kanë përdorur një teknikë të modifikimit të gjeneve të bazuara në acidin nukleik peptid. Kjo teknikë është përdorur më parë për trajtimin e beta talasemisë – a gjenetik çrregullimi i gjakut në të cilin hemoglobina (HB) e prodhuar në gjak zvogëlohet ndjeshëm, gjë që më pas ndikon në furnizimin normal të oksigjenit në pjesë të ndryshme të trupit duke çuar në pasoja të rënda jonormale. Në këtë teknikë, u krijuan molekula unike sintetike të quajtura acide nukleike peptide (PNA) (të bëra nga një kombinim i shtyllës kurrizore të proteinave sintetike me ADN dhe ARN). Një nanogrimcë u përdor më pas për të transportuar këto molekula PNA së bashku me ADN-në e donatorëve "të shëndetshëm dhe normalë" në vendndodhjen e një gjenetik mutacion. Kompleksi i PNA dhe ADN-së identifikon mutacionin e caktuar në një vend, molekula PNA më pas lidh dhe zhbllokon spiralen e dyfishtë të ADN-së së mutuar ose të dëmtuar. Së fundi, ADN-ja e dhuruesit lidhet me ADN-në e mutuar dhe automatizon një mekanizëm për të korrigjuar gabimin e ADN-së. Rëndësia kryesore e këtij studimi është se ai u krye në një fetus, kështu që studiuesit duhej të përdornin një metodë analoge me amniocentezën ku ata futën kompleksin PNA në qeskën amniotike (lëngu amniotik) të minjve shtatzënë, fetuset e të cilëve mbanin gjen mutacion i cili shkakton beta talaseminë. Pas një injeksioni të PNA, 6 përqind e mutacioneve u korrigjuan. Këta minj treguan përmirësim në simptomat e sëmundjes, dmth. nivelet e hemoglobinës ishin në intervalin normal, gjë që mund të interpretohej si minjtë duke u 'shëruar' nga kjo gjendje. Ata gjithashtu treguan rritje të shkallës së mbijetesës. Ky injeksion ishte në një gamë shumë të kufizuar, por studiuesit shpresojnë se mund të arrihen norma edhe më të larta suksesi nëse injeksionet bëhen disa herë.
Studimi është i rëndësishëm sepse nuk u vunë re asnjë objektiv dhe vetëm ADN-ja e dëshiruar u korrigjua. Teknikat e redaktimit të gjeneve si CRISPR/Cas9, megjithëse janë më të lehta për t'u përdorur për qëllime kërkimore, janë ende të diskutueshme sepse e prenë ADN-në dhe kryejnë gabime jashtë vendit pasi dëmtojnë gjithashtu një ADN normale jashtë objektivit. Për shkak të këtij kufizimi, ato nuk janë të përshtatshme në mënyrë ideale për dizajnimin e terapive. Duke marrë parasysh këtë faktor, metoda e treguar në studimin aktual lidhet vetëm me ADN-në e synuar dhe e riparon atë dhe nuk tregon gabime jashtë vendit. Kjo cilësi e synuar e bën atë ideal për terapeutikë. Një metodë e tillë në modelin e saj aktual mund të përdoret gjithashtu për të 'kuruar' kushte të tjera në të ardhmen.
***
{Mund të lexoni punimin origjinal kërkimor duke klikuar lidhjen DOI të dhënë më poshtë në listën e burimeve të cituara}
Burimi (s)
Ricciardi AS et al. 2018. Dorëzimi i nanogrimcave në mitër për modifikimin e gjenomit specifik të vendit. Nature Communications. https://doi.org/10.1038/s41467-018-04894-2
***
