iPon Hírek

Felnőtt izomsorvadásos egereken segítettek génszerkesztéssel

Dátum | 2016. 01. 06.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A Science szerkesztői által a tavalyi év legfontosabb tudományos áttörésének megszavazott CRISPR/Cas9 génszerkesztési eljárás révén újabb rendkívüli eredményt értek el a kutatók: felnőtt egerekben sikerült javítaniuk egy súlyos, eddig kezelhetetlennek tartott izomsorvadásos állapoton. Az eredményt ráadásul rögtön három egymástól függetlenül működő laborban is sikerült demonstrálni: a Texasi Egyetem, a Duke és a Harvard kutatói Duchenne-szindrómás egerek sejtjeinek genomjából metszették ki a problémákat okozó gén egy szakaszát, lehetővé téve ezzel, hogy az állatok szervezete megtermeljen egy fontos izomfehérjét. Ez az első alkalom, hogy a génszerkesztési módszerrel teljes felnőtt állati szervezeteket kezeltek eredményesen, és nem csak egyetlen jól körülhatárolható szervet vettek célba. A Duchenne-szindróma elsősorban fiúgyermekeket érintő, az X kromoszómához kötődő betegség, amelynek oka, hogy az izomrostok megerősödésében és védelmében szerepet játszó disztrofin nevű fehérje génje hibákat tartalmaz. Megfelelően működő disztrofin hiányában a váz- és szívizmok elsorvadnak, az ilyen betegek rendszerint tolószékben kötnek ki, majd az önálló légzésre is képtelenné válnak, és 25 éves koruk körül meghalnak. A génprobléma többféle is lehet, de a legtöbbször vagy a fehérjekódoló szakasz egy része hiányzik, vagy a gént felépítő 79 exon (a fehérje részegységeit kódoló szakasz) valamelyikében van a hiba. Az izomsorvadás ezen formájára eddig nem találtak gyógymódot. Őssejt-beültetéssel sosem sikerült elegendő sejtet a megfelelő szövetekbe juttatni a betegség megállításához, hagyományos génterápiával, amelynek során egy módosított vírus a hibás gén működő változatát juttatja be a sejtekbe, pedig nem lehetett próbálkozni, mivel a disztrofin génje ehhez túlságosan nagy méretű. Egyes génszakértők abban reménykedtek, hogy ha sikerülne a gén rövidebb, de működő változatát bejuttatni a betegekbe, az sokat segíthetne a páciensek állapotán, mások pedig olyan hatóanyagok kifejlesztésén kezdtek dolgozni, amelyek lehetővé teszik, hogy a fehérjeszintézis során a DNS-t „olvasó” komplex kihagyja a hibás exonokat, és így rövidebb, de működő fehérjéket hozzon létre. Ez utóbbi metódus egyelőre nem győzte meg az engedélyező hatóságokat, mivel alkalmazása komoly mellékhatásokkal jár, és csak mérsékelten javítja az izomműködést.
A CRISPR/Cas9-cel azonban elérkezett az új génterápiás lehetőségek kora. A módszer egy ősi bakteriális védekező mechanizmuson alapul, és lényegileg úgy működik, hogy a sejtbe bejuttatott komplex a genom egy meghatározott helyén átvágja a DNS-szálat. A munkát innentől a DNS javító mechanizmusai végzik, amelyek vagy újraépítik a hiányzó részt, ezúttal a komplex által szállított, a helyes szekvenciát tartalmazó templátot használva mintaként, vagy pedig egyszerűen összekapcsolják a kivágott szakasszal szabaddá vált végeket, kiiktatva a problémás részt. Sokan kételkedtek abban, hogy az új génszerkesztési eljárás hasznos lehet a Duchenne-szindrómás betegek kezelésében, hiszen az érett emberi izomsejtek alapjáraton nem osztódnak, így javító mechanizmusaik is csak korlátozottan működnek, vagyis hiába juttatnánk be beléjük a helyes szekvenciát, a sejt nem lenne képes kijavítani a hibás gént. A szakértők viszont úgy vélték, hogy a korábban már felvetett másik megoldás, a gén lerövidítése működhet. És a jelek szerint valóban működik is, hiszen három laborban is sikerült kijavítani a metódussal az izomsorvadásos egerek génhibáit. A kutatók a génszerkesztési eljárással kivágták a problémás részeket a disztrofin génjéből, a gén rövidebb, de működő változatát hozva létre ezzel, amely alapján aztán funkcionális fehérjék kezdtek termelődni. Az CRISPR/Cas9-komplexet a vérbe vagy az izmokba injekciózva juttatták be az állatok szervezetébe, és az egerek izmai röviddel később észlelhetően jobban kezdtek teljesíteni, mint a kezeletlen állatok izmai. Szintén biztató eredmény, hogy a kísérletek során nagyon meggyőző volt a módszer pontossága. A jelek szerint az enzim egyetlen egyszer sem vágott rossz helyen, vagyis nem metszette el olyan részeken a DNS-t, ahol a kutatók ezt nem akarták.
Az egészséges szívizom (balra) bőségesen tartalmaz disztrofint (világos zöld), a Duchenne-szindrómás izomban (középen) alig van a fehérjéből, a génszerkesztéssel kezelt izmokban (jobbra) viszont ismét jelentősebb a protein mennyisége
Az egyik szakértői csoport izom őssejteken is sikerrel alkalmazta az eljárást, ami azért fontos, mert ezekből származnak az új izomsejtek, és míg az érett sejteken alkalmazott génszerkesztés pozitív hatásai a sejtek halálával megszűnnek, az őssejtek módosításával állandósíthatók a változtatások. A kezelés kapcsán ugyanakkor fontos megjegyezni, hogy ez egyelőre nem biztosít teljes gyógyulást. A génszerkesztésen átesett egerek izomereje meg sem közelíti egészséges társaikét, ugyanakkor sokkal jobb kezeletlen társaikénál. A módszer hatékonyságán ráadásul a szakértők meggyőződése szerint a jövőben számos ponton lehet javítani. A Duchenne-szindrómás emberi betegek 80 százaléka már attól is komoly javuláson mehetne át, ha egyetlen exonjukat eltávolítanák, teszi hozzá Eric Olson, a Texasi Egyetem kutatócsoportjának vezetője. A klinikai kipróbálásra ugyanakkor még egy pár évet biztosan várni kell. A következő lépésben Olson kutatócsoportja azt fogja vizsgálni, hogy a módszer az emberekben előforduló más disztrofin-mutációk kijavítására is alkalmas-e egerekben, majd lassan áttérnek a nagyobb testű emlősökön való kísérletekre. Az eredmények egyéb izomsorvadásos betegségek szempontjából is nagyon biztatóak, hiszen arra a nagy kérdésre mindenképpen választ adnak, hogy lehetséges-e a felnőtt szervezetben a vázizmok sejtjeit eredményesen génszerkeszteni.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!