Wissenschaftler verwenden die Basisbearbeitung, um mitochondriale DNA -Mutationen zu reparieren

In einem Schritt zur Behandlung von mitochondrialen Erkrankungen haben Forscher in den Niederlanden erfolgreich schädliche Mutationen in mitochondrialer DNA unter Verwendung eines genetischen Tools bearbeitet, das als Basiseditor bekannt ist. Die Ergebnisse, die am 24. Juni im Open-Access-Journal veröffentlicht wurden PLOS BiologieBieten Sie Menschen mit seltenen genetischen Bedingungen neue Hoffnung.

Mitochondrien, oft als Kraftpakete der Zelle bezeichnet, haben ihre eigene kleine DNA -Reihe. Mutationen in dieser mitochondrialen DNA können zu einer Vielzahl von Erkrankungen, Krebs und alternsbedingten Erkrankungen mütterlicherseits geerbt werden. Während die Entwicklung der CRISPR -Technologie Wissenschaftlern neue Wege zur Korrektur von Mutationen in der Kern -DNA ermöglicht hat, kann dieses System die mitochondriale Membran nicht effektiv überschreiten und die mitochondriale DNA erreichen.

In der neuen Studie verwendeten die Forscher ein Tool namens Base Editor-spezifisch, ein DDCBE (doppelsträngige DNA-DEAMinase-Toxin A-abgeleitete Cytosin-Basen-Editor). Mit diesem Tool können Wissenschaftler einen einzelnen Buchstaben im DNA -Code ändern, ohne ihn zu schneiden, und es funktioniert auf mitochondrialer DNA.

Das Team zeigte, dass sie mitochondriale DNA-Mutationen in mehreren krankheitsgebundenen Zelltypen im Labor effektiv erzeugen und korrigieren konnten. Zunächst konstruierten sie Leberzellen, um eine mitochondriale Mutation zu tragen, die die Energieerzeugung beeinträchtigt. Dann zeigten sie, dass sie eine andere Mutation in Hautzellen eines Patienten mit dem Gitelman-ähnlichen Syndrom der Mitochondrienstörung reparieren konnten, wodurch wichtige Anzeichen einer gesunden Mitochondrienfunktion wiederhergestellt wurden.

Um die Therapie in Richtung klinischer Anwendung zu bewegen, testeten die Forscher auch die Wirksamkeit der Lieferung der mitochondrialen Basenredakteure in mRNA -Form und nicht als DNA und in Lipidnanopartikeln zur Entbindung. Sie zeigten, dass diese Ansätze für Zellen effizienter und weniger toxisch sind als ältere Methoden wie DNA -Plasmide. Wichtig ist, dass die Änderungen hochspezifisch waren, wobei minimale Änderungen des Off-Ziels in nuklearer DNA nachgewiesen und in der mitochondrialen DNA mehrfach nachgewiesen wurden.

„Das Potenzial der mitochondrialen Basisbearbeitung bei der Modellierung von Krankheiten und potenziellen therapeutischen Interventionen macht es zu einem vielversprechenden Weg für zukünftige Forschung und Entwicklung in der Mitochondrienmedizin„Die Autoren sagen.

Die Autoren fügen hinzu, „Mitochondriale Patienten konnten so lange nicht von der CRISPR -Revolution profitieren, aber in letzter Zeit ist die Technologie verfügbar, mit der wir endlich mitochondriale Mutationen reparieren können. In unserer Studie haben wir diese Technologie auf menschlichen Leberorganoiden verwendet, um ein Modell mit mitochondrialer Erkrankungen zu erzeugen. Wir verwendeten eine Technik in klinischer Qualität, um eine Mutation in der mitochondrialen DNA von von Patienten abgeleiteten Zellen zu reparieren.„

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