Tutkijat käyttävät perusmuokkausta mitokondrioiden DNA-mutaatioiden korjaamiseen

Tutkijat käyttävät perusmuokkausta mitokondrioiden DNA-mutaatioiden korjaamiseen

Hollannissa mitokondrioiden sairauksien hoidossa hollantilaiset tutkijat ovat onnistuneesti editoineet haitallisia mutaatioita mitokondrioiden DNA:ssa käyttämällä geneettistä työkalua, joka tunnetaan peruseditorina. Tulokset julkaistiin 24. kesäkuuta avoimessa lehdessäPLOS-biologiaTarjoa uutta toivoa ihmisille, joilla on harvinaisia ​​geneettisiä sairauksia.

Mitokondrioilla, joita usein kutsutaan solun voimalaitoksiksi, on oma pieni DNA-linja. Tämän mitokondrion DNA:n mutaatiot voivat aiheuttaa erilaisia ​​sairauksia, syöpiä ja ikääntymiseen liittyviä sairauksia, jotka periytyvät äidin puolelta. Vaikka CRISPR-teknologian kehitys on antanut tutkijoille uusia tapoja korjata ydin-DNA:n mutaatioita, tämä järjestelmä ei voi tehokkaasti ylittää mitokondrioiden kalvoa ja saavuttaa mitokondrio-DNA:ta.

Uudessa tutkimuksessa tutkijat käyttivät työkalua nimeltä Base Editor-specific, DDCBE (kaksijuosteinen DNA DEAMinase toksiini A -peräinen sytosiinipohjaeditori). Tämän työkalun avulla tutkijat voivat muuttaa yhtä kirjainta DNA-koodissa leikkaamatta sitä, ja se toimii mitokondrioiden DNA:ssa.

Tiimi osoitti, että he pystyivät tehokkaasti luomaan ja korjaamaan mitokondrioiden DNA-mutaatioita useissa sairauksiin liittyvissä solutyypeissä laboratoriossa. Ensin he suunnittelivat maksasoluja kantamaan mitokondriomutaation, joka heikentää energiantuotantoa. Sitten he osoittivat, että he pystyivät korjaamaan erilaisen mutaation ihosoluissa potilaasta, jolla on Gitelmanin kaltainen mitokondrioiden toimintahäiriö, ja palauttaa avainmerkit terveestä mitokondrioiden toiminnasta.

Siirtääkseen terapiaa kliiniseen käyttöön tutkijat testasivat myös mitokondrioiden pohjaeditorien toimittamisen tehokkuutta mRNA-muodossa DNA:n sijaan ja lipidinanohiukkasissa toimitettaviksi. He osoittivat, että nämä lähestymistavat ovat tehokkaampia ja vähemmän myrkyllisiä soluille kuin vanhemmat menetelmät, kuten DNA-plasmidit. Tärkeää on, että muutokset olivat erittäin spesifisiä, ja ydin-DNA:ssa havaittiin minimaalisia kohteen ulkopuolisia muutoksia ja mitokondrioiden DNA:ssa havaittiin useita havaintoja.

"Mitokondriopohjan muokkauksen potentiaali sairauksien mallintamisessa ja mahdollisissa terapeuttisissa interventioissa tekee siitä lupaavan tien tulevalle mitokondrioiden lääketieteen tutkimukselle ja kehitykselle"Kirjoittajat sanovat.

Kirjoittajat lisäävät: "Mitokondriopotilaat eivät ole pystyneet hyötymään CRISPR-vallankumouksesta niin pitkään, mutta äskettäin on tullut saataville tekniikka, jonka avulla voimme vihdoin korjata mitokondrioiden mutaatiot. Tutkimuksessamme käytimme tätä teknologiaa ihmisen maksan organoideissa mitokondrioiden sairauden mallin luomiseksi. Käytimme kliinisen luokan tekniikkaa korjataksemme mutaation potilaasta peräisin olevien solujen mitokondrio-DNA:ssa."

Lähteet: