კვლევა გვპირდება ძუძუმწოვრების გენეტიკური დაავადების მკურნალობას ნაყოფის განვითარების დროს ორსულობის პირველ სამ თვეში
A გენეტიკური აშლილობა არის მდგომარეობა ან დაავადება, რომელიც გამოწვეულია გენში ადამიანის დნმ-ის პათოლოგიური ცვლილებებით ან მუტაციებით. ჩვენი დნმ უზრუნველყოფს საჭირო კოდს ცილების შესაქმნელად, რომლებიც შემდეგ ასრულებენ ჩვენს ორგანიზმში ფუნქციების უმეტესობას. მაშინაც კი, თუ ჩვენი დნმ-ის ერთი ნაწილი გარკვეულწილად შეიცვლება, მასთან დაკავშირებული ცილა ვეღარ ასრულებს თავის ნორმალურ ფუნქციას. იმისდა მიხედვით, თუ სად მოხდება ეს ცვლილება, მას შეუძლია ჰქონდეს მცირე ეფექტი ან საერთოდ არ მოახდინოს ეფექტი ან შეიძლება შეცვალოს უჯრედები იმდენად, რომ შემდეგ შეიძლება გამოიწვიოს გენეტიკური აშლილობა ან ავადმყოფობა. ასეთი ცვლილებები გამოწვეულია დნმ-ის რეპლიკაციის (დუბლირების) შეცდომებით ზრდის დროს, ან გარემო ფაქტორებით, ცხოვრების წესით, მოწევით და რადიაციის ზემოქმედებით. ასეთი დარღვევები გადაეცემა შთამომავლობას და იწყება მაშინ, როდესაც ბავშვი ვითარდება დედის საშვილოსნოში და ამიტომ მოიხსენიება როგორც "დაბადებული დეფექტები".
თანდაყოლილი დეფექტები შეიძლება იყოს უმნიშვნელო ან უკიდურესად მძიმე და შეიძლება გავლენა იქონიოს გარეგნობაზე, ორგანოს ფუნქციაზე და ფიზიკური ან გონებრივი განვითარების ზოგიერთ ასპექტზე. ყოველწლიურად მილიონობით ბავშვი იბადება სერიოზული გენეტიკური პირობები. ეს დეფექტები შეიძლება გამოვლინდეს ორსულობის დროს, რადგან ისინი ვლინდება ორსულობის პირველი სამი თვის განმავლობაში, როდესაც ორგანოები ჯერ კიდევ ფორმირდება. გამოსავლენად ხელმისაწვდომია მეთოდი, რომელსაც ეწოდება ამნიოცენტეზი გენეტიკური ნაყოფის დარღვევები საშვილოსნოდან ამოღებული ამნისტიური სითხის ტესტირებით. თუმცა, ამნიოცენტეზითაც კი, მათი მკურნალობა შეუძლებელია, რადგან ბავშვის დაბადებამდე რაიმე სახის კორექტირების ჩასატარებლად არ არის შესაძლებელი. ზოგიერთი დეფექტი უვნებელია და არ საჭიროებს ჩარევას, მაგრამ ზოგიერთი შეიძლება იყოს სერიოზული ხასიათის და შეიძლება მოითხოვოს ხანგრძლივ მკურნალობას ან თუნდაც ფატალური იყოს ჩვილისთვის. ზოგიერთი დეფექტის გამოსწორება შესაძლებელია ბავშვის დაბადებიდან მალევე - მაგალითად ერთი კვირის განმავლობაში - მაგრამ ძირითადად უკვე გვიანია მკურნალობა.
სამკურნალო გენეტიკური მდგომარეობა არ დაბადებულ ბავშვში
პირველად გამოიყენეს გენის რედაქტირების რევოლუციური ტექნიკა "გენეტიკური დარღვევები თაგვებში საშვილოსნოში ნაყოფის განვითარების დროს კარნეგი მელონისა და იელის უნივერსიტეტის მკვლევარების მიერ ჩატარებული კვლევა. კარგად არის დადგენილი, რომ ემბრიონში ადრეული განვითარების დროს (ორსულობის პირველი სამი თვის განმავლობაში) არსებობს მრავალი ღეროვანი უჯრედი (უჯრედის არადიფერენცირებული ტიპი, რომელიც შეიძლება გახდეს ნებისმიერი ტიპის უჯრედი მომწიფებისთანავე), რომლებიც იყოფა სწრაფი ტემპით. ეს არის შესაბამისი დრო, სადაც ა გენეტიკური გამოსწორების შემთხვევაში მუტაცია შეამცირებს მუტაციის გავლენას ემბრიონიდან ნაყოფის განვითარებაზე. არსებობს შანსი, რომ მძიმე გენეტიკური მდგომარეობა შეიძლება განიკურნოს და ბავშვი დაიბადოს არასასურველი თანდაყოლილი დეფექტების გარეშე.
ამ კვლევაში, რომელიც გამოქვეყნდა ბუნება კომუნიკაციების მკვლევარებმა გამოიყენეს პეპტიდის ნუკლეინის მჟავაზე დაფუძნებული გენის რედაქტირების ტექნიკა. ეს ტექნიკა ადრე გამოიყენებოდა ბეტა თალასემიის სამკურნალოდ - a გენეტიკური სისხლის დაავადება, რომლის დროსაც სისხლში წარმოქმნილი ჰემოგლობინი (HB) მნიშვნელოვნად მცირდება, რაც შემდეგ გავლენას ახდენს სხეულის სხვადასხვა ნაწილებზე ჟანგბადის ნორმალურ მიწოდებაზე, რაც იწვევს მძიმე არანორმალურ შედეგებს. ამ ტექნიკით შეიქმნა უნიკალური სინთეზური მოლეკულები, სახელწოდებით პეპტიდური ნუკლეინის მჟავები (PNAs) (შექმნილი სინთეზური ცილის ხერხემლის დნმ-თან და რნმ-თან ერთად). შემდეგ გამოიყენეს ნანონაწილაკი ამ PNA მოლეკულების გადასატანად „ჯანმრთელი და ნორმალური“ დონორის დნმ-ის ადგილზე. გენეტიკური მუტაცია. PNA და დნმ-ის კომპლექსი განსაზღვრავს დანიშნულ მუტაციას ადგილზე, PNA მოლეკულა შემდეგ აკავშირებს და ხსნის მუტაციური ან გაუმართავი დნმ-ის ორმაგ სპირალს. და ბოლოს, დონორის დნმ აკავშირებს მუტაციურ დნმ-ს და ავტომატიზირებს დნმ-ის შეცდომის გამოსწორების მექანიზმს. ამ კვლევის მთავარი მნიშვნელობა ის არის, რომ ის ჩატარდა ნაყოფში, ამიტომ მკვლევარებს უნდა გამოეყენებინათ ამნიოცენტეზის ანალოგიური მეთოდი, სადაც მათ PNA კომპლექსი შეიტანეს ორსული თაგვების სანაყოფე ჩანთაში (ამნიონური სითხე), რომელთა ნაყოფიც ატარებდა გენი მუტაცია, რომელიც იწვევს ბეტა თალასემიას. PNA-ს ერთი ინექციის შემდეგ, მუტაციების 6 პროცენტი გამოსწორდა. ამ თაგვებმა აჩვენეს დაავადების სიმპტომების გაუმჯობესება, ანუ ჰემოგლობინის დონე ნორმალურ დიაპაზონში იყო, რაც შეიძლება განიმარტოს, როგორც თაგვები, რომლებიც "განკურნდნენ" მდგომარეობიდან. მათ ასევე აჩვენეს გაზრდილი გადარჩენის მაჩვენებელი. ეს ინექცია იყო ძალიან შეზღუდულ დიაპაზონში, მაგრამ მკვლევარები იმედოვნებენ, რომ წარმატების კიდევ უფრო მაღალი მაჩვენებლების მიღწევა შესაძლებელია, თუ ინექციები მრავალჯერ გაკეთდება.
კვლევა აქტუალურია, რადგან არ აღინიშნა მიზანმიმართული და მხოლოდ სასურველი დნმ-ის კორექტირება. გენის რედაქტირების ტექნიკა, როგორიცაა CRISPR/Cas9, თუმცა უფრო ადვილი გამოსაყენებელია კვლევითი მიზნებისთვის, ის მაინც საკამათოა, რადგან ის ჭრის დნმ-ს და ახორციელებს შეცდომებს ადგილზე, რადგან ისინი აზიანებენ მიზანმიმართულ ნორმალურ დნმ-საც. ამ შეზღუდვის გამო, ისინი არ არიან იდეალურად შესაფერისი თერაპიის შესაქმნელად. ამ ფაქტორის გათვალისწინებით, მიმდინარე კვლევაში ნაჩვენები მეთოდი მხოლოდ აკავშირებს სამიზნე დნმ-ს და აღადგენს მას და აჩვენებს ნულოვან შეცდომებს. ეს მიზანმიმართული ხარისხი მას იდეალურს ხდის თერაპიული მიზნებისათვის. მისი ამჟამინდელი დიზაინის ასეთი მეთოდი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას მომავალში სხვა პირობების "განკურნებისთვის".
***
{შეგიძლიათ წაიკითხოთ ორიგინალური კვლევითი ნაშრომი ციტირებულ წყარო(ებ)ის სიაში ქვემოთ მოცემულ DOI ბმულზე დაწკაპუნებით}
წყარო (ებ) ი
Ricciardi AS და სხვ. 2018. საშვილოსნოში ნანონაწილაკების მიწოდება საიტის სპეციფიკური გენომის რედაქტირებისთვის. ბუნება კომუნიკაციების. https://doi.org/10.1038/s41467-018-04894-2
***
