Teadlased kasutavad mitokondriaalse DNA mutatsioonide parandamiseks baastöötlust

Teadlased kasutavad mitokondriaalse DNA mutatsioonide parandamiseks baastöötlust

Mitokondriaalsete haiguste ravi suunas liikudes on Hollandi teadlased edukalt redigeerinud kahjulikke mutatsioone mitokondriaalses DNA-s, kasutades põhiredaktorina tuntud geneetilist tööriista. Tulemused avaldati 24. juunil avatud juurdepääsuga ajakirjasPLOS bioloogiaPakkuge uut lootust haruldaste geneetiliste haigusseisunditega inimestele.

Mitokondritel, mida sageli nimetatakse raku jõujaamadeks, on oma väike DNA rida. Mutatsioonid selles mitokondriaalses DNA-s võivad põhjustada erinevate haiguste, vähivormide ja vanusega seotud haiguste emapoolset pärandumist. Kuigi CRISPR-tehnoloogia areng on andnud teadlastele uusi viise tuuma DNA mutatsioonide korrigeerimiseks, ei suuda see süsteem tõhusalt läbida mitokondriaalset membraani ega jõuda mitokondriaalse DNA-ni.

Uues uuringus kasutasid teadlased tööriista nimega Base Editor-specific, DDCBE (kaheahelaline DNA DEAMinase toksiin A-st tuletatud tsütosiini baasi redaktor). See tööriist võimaldab teadlastel muuta DNA koodis üht tähte ilma seda lõikamata ja see töötab mitokondriaalsel DNA-l.

Meeskond näitas, et nad suudavad laboris tõhusalt luua ja korrigeerida mitokondriaalseid DNA mutatsioone mitmes haigusega seotud rakutüübis. Esiteks kujundasid nad maksarakud, et need kannaksid mitokondriaalset mutatsiooni, mis kahjustab energia tootmist. Seejärel näitasid nad, et nad suudavad parandada Gitelmani-sarnase mitokondriaalse düsfunktsiooni sündroomiga patsiendi naharakkude erinevat mutatsiooni, taastades terve mitokondriaalse funktsiooni peamised tunnused.

Teraapia suunamiseks kliinilisele kasutamisele katsetasid teadlased ka mitokondriaalsete baasredaktorite kohaletoimetamise tõhusust pigem mRNA kui DNA kujul ja kohaletoimetamiseks lipiidide nanoosakestes. Nad näitasid, et need lähenemisviisid on tõhusamad ja rakkudele vähem toksilised kui vanemad meetodid, nagu DNA plasmiidid. Oluline on see, et muutused olid väga spetsiifilised, tuuma DNA-s tuvastati minimaalsed sihtmärgivälised muutused ja mitokondriaalses DNA-s tuvastati mitu.

“Mitokondriaalse baasi redigeerimise potentsiaal haiguste modelleerimisel ja võimalikud terapeutilised sekkumised muudavad selle paljulubavaks võimaluseks tulevaseks mitokondriaalse meditsiini uurimis- ja arendustegevuseks"Autorid ütlevad.

Autorid lisavad: "Mitokondriaalsed patsiendid pole CRISPR-i revolutsioonist nii kaua kasu saanud, kuid hiljuti sai kättesaadavaks tehnoloogia, mis võimaldab meil lõpuks mitokondriaalseid mutatsioone parandada. Oma uuringus kasutasime seda tehnoloogiat inimese maksa organoididel, et luua mitokondriaalse haiguse mudel. Patsientidelt saadud rakkude mitokondriaalse DNA mutatsiooni parandamiseks kasutasime kliinilise astme tehnikat.“

Allikad: