Vědci používají úpravu bází k opravě mutací mitochondriální DNA

Vědci používají úpravu bází k opravě mutací mitochondriální DNA

V posunu směrem k léčbě mitochondriálních onemocnění vědci v Nizozemsku úspěšně upravili škodlivé mutace v mitochondriální DNA pomocí genetického nástroje známého jako editor bází. Výsledky byly zveřejněny 24. června v časopise s otevřeným přístupembiologie PLOSNabídněte novou naději lidem se vzácnými genetickými onemocněními.

Mitochondrie, často označované jako elektrárny buňky, mají svou vlastní malou linii DNA. Mutace v této mitochondriální DNA mohou způsobit různé nemoci, rakoviny a nemoci související s věkem, které se dědí z matčiny strany. Zatímco vývoj technologie CRISPR poskytl vědcům nové způsoby, jak opravit mutace v jaderné DNA, tento systém nemůže účinně procházet mitochondriální membránou a dosáhnout mitochondriální DNA.

V nové studii vědci použili nástroj nazvaný Base Editor-specific, DDCBE (dvouvláknový editor cytosinových bází odvozený od toxinu A DNA DEAMinázy). Tento nástroj umožňuje vědcům změnit jediné písmeno v kódu DNA bez jeho řezání a funguje na mitochondriální DNA.

Tým ukázal, že mohou v laboratoři účinně vytvářet a opravovat mutace mitochondriální DNA v několika typech buněk souvisejících s onemocněním. Nejprve sestrojili jaterní buňky, aby nesly mitochondriální mutaci, která narušuje produkci energie. Poté ukázali, že mohou opravit odlišnou mutaci v kožních buňkách od pacienta s Gitelmanovým syndromem mitochondriální dysfunkce a obnovit klíčové známky zdravé mitochondriální funkce.

Aby se terapie posunula ke klinickému použití, výzkumníci také testovali účinnost dodávání editorů mitochondriálních bází ve formě mRNA spíše než ve formě DNA a v lipidových nanočásticích pro dodání. Ukázali, že tyto přístupy jsou účinnější a méně toxické pro buňky než starší metody, jako jsou DNA plazmidy. Důležité je, že změny byly vysoce specifické, s minimálními mimocílovými změnami detekovanými v jaderné DNA a vícenásobnými detekcemi v mitochondriální DNA.

“Potenciál úpravy mitochondriální báze při modelování onemocnění a potenciálních terapeutických intervencích z něj činí slibnou cestu pro budoucí výzkum a vývoj v mitochondriální medicíně.“Říkají autoři.

Autoři dodávají: „Mitochondriální pacienti tak dlouho nemohli těžit z revoluce CRISPR, ale nedávno se stala dostupná technologie, která nám umožňuje konečně opravit mitochondriální mutace. V naší studii jsme použili tuto technologii na lidských jaterních organoidech k vytvoření modelu mitochondriálního onemocnění. Použili jsme techniku ​​klinického stupně k opravě mutace v mitochondriální DNA buněk pocházejících od pacienta.“

Zdroje: