Исследование показывает перспективность лечения генетических заболеваний у млекопитающих во время внутриутробного развития плода в первые три месяца беременности.
A генетический расстройство - это состояние или заболевание, которое вызвано аномальными изменениями или мутациями ДНК человека в гене. Наш ДНК предоставляет необходимый код для создания белков, которые затем выполняют большинство функций в нашем организме. Даже если один участок нашей ДНК каким-то образом изменится, связанный с ним белок больше не сможет выполнять свою нормальную функцию. В зависимости от того, где происходит это изменение, оно может иметь незначительный эффект или вообще не иметь эффекта, либо оно может изменить клетки настолько, что это может затем привести к генетический расстройство или болезнь. Такие изменения вызваны ошибками репликации (дупликации) ДНК во время роста или факторами окружающей среды, образом жизни, курением и воздействием радиации. Такие нарушения передаются потомству и начинают проявляться, когда ребенок развивается в матке матери, и поэтому их называют «врожденными дефектами».
Врожденные дефекты могут быть незначительными или чрезвычайно серьезными и могут влиять на внешний вид, функцию органа и некоторые аспекты физического или умственного развития. Ежегодно миллионы детей рождаются с серьезными генетический условия. Эти дефекты можно обнаружить во время беременности, поскольку они проявляются в течение первых трех месяцев беременности, когда органы еще формируются. Для обнаружения доступен метод, называемый амниоцентезом. генетический аномалии развития плода путем исследования околоплодных вод, извлеченных из матки. Однако даже с помощью амниоцентеза их лечение невозможно, поскольку нет возможности внести какие-либо исправления до рождения ребенка. Некоторые из дефектов безвредны и не требуют вмешательства, но некоторые могут носить серьезный характер и требовать длительного лечения или даже быть фатальными для ребенка. Некоторые дефекты можно исправить вскоре после рождения ребенка – например, в течение недели – но в большинстве случаев лечить уже слишком поздно.
вулканизация генетический состояние будущего ребенка
Впервые революционная техника редактирования генов была использована для лечениягенетический расстройство у мышей во время внутриутробного развития плода в исследовании, проведенном исследователями из Университета Карнеги-Меллон и Йельского университета. Хорошо известно, что на ранних стадиях развития эмбриона (в течение первых трех месяцев беременности) имеется множество стволовых клеток (недифференцированный тип клеток, которые при созревании могут стать клетками любого типа), которые делятся с высокой скоростью. Это подходящий момент времени, когда генетический Если мутация будет исправлена, это уменьшит влияние мутации на развитие от эмбриона к плоду. Есть вероятность, что серьезное генетический это заболевание можно даже вылечить, и ребенок родится без непреднамеренных врожденных дефектов.
В этом исследовании, опубликованном в Природа связи исследователи использовали метод редактирования генов на основе пептидно-нуклеиновых кислот. Ранее этот метод использовался для лечения бета-талассемии. генетический Заболевание крови, при котором количество гемоглобина (HB), вырабатываемого в крови, значительно снижается, что затем влияет на нормальное снабжение кислородом различных частей тела, что приводит к тяжелым аномальным последствиям. С помощью этого метода были созданы уникальные синтетические молекулы, называемые пептидно-нуклеиновыми кислотами (ПНК) (состоящие из комбинации синтетического белкового остова с ДНК и РНК). Затем наночастицы были использованы для транспортировки этих молекул ПНК вместе со «здоровой и нормальной» донорской ДНК к месту нахождения ДНК. генетический мутация. Комплекс ПНК и ДНК идентифицирует указанную мутацию в определенном сайте, молекула ПНК затем связывает и расстегивает двойную спираль мутированной или дефектной ДНК. Наконец, донорская ДНК связывается с мутировавшей ДНК и автоматизирует механизм исправления ошибки ДНК. Основное значение этого исследования заключается в том, что оно было проведено на плоде, поэтому исследователям пришлось использовать метод, аналогичный амниоцентезу, при котором они вставляли комплекс ПНА в амниотический мешок (амниотическую жидкость) беременных мышей, чьи плоды вынашивали ген мутация, вызывающая бета-талассемию. После одной инъекции PNA исправилось 6 процентов мутаций. У этих мышей наблюдалось улучшение симптомов заболевания, то есть уровни гемоглобина были в пределах нормы, что можно было интерпретировать как «излечение» мышей от этого состояния. Они также показали повышенную выживаемость. Эта инъекция была в очень ограниченном диапазоне, но исследователи надеются, что можно будет достичь еще более высоких показателей успеха, если инъекции будут сделаны несколько раз.
Исследование актуально, потому что не было замечено никаких отклонений от цели, и была исправлена только желаемая ДНК. Хотя методы редактирования генов, такие как CRISPR / Cas9, проще использовать для исследовательских целей, они все еще вызывают споры, потому что они разрезают ДНК и выполняют внешние ошибки, поскольку они также повреждают нецелевую нормальную ДНК. Из-за этого ограничения они не идеально подходят для разработки методов лечения. Принимая во внимание этот фактор, метод, показанный в текущем исследовании, связывается только с целевой ДНК и восстанавливает ее, не допуская ошибок за пределами площадки. Это целевое качество делает его идеальным для терапевтических целей. Такой метод в его нынешней конструкции также потенциально может быть использован для «лечения» других состояний в будущем.
{Вы можете прочитать исходную исследовательскую работу, щелкнув ссылку DOI, приведенную ниже в списке цитируемых источников}
Источник (ы)
Ricciardi AS et al. 2018. Внутриутробная доставка наночастиц для сайт-специфичного редактирования генома. Природа связи. https://doi.org/10.1038/s41467-018-04894-2
