Gli scienziati utilizzano l'editing di base per riparare le mutazioni del DNA mitocondriale

Gli scienziati utilizzano l'editing di base per riparare le mutazioni del DNA mitocondriale

Nel tentativo di curare le malattie mitocondriali, alcuni ricercatori olandesi sono riusciti a modificare con successo mutazioni dannose nel DNA mitocondriale utilizzando uno strumento genetico noto come editor di base. I risultati, pubblicati il ​​24 giugno sulla rivista ad accesso apertoBiologia PLOSOffrire nuova speranza alle persone affette da malattie genetiche rare.

I mitocondri, spesso definiti le centrali elettriche della cellula, hanno una propria piccola linea di DNA. Le mutazioni in questo DNA mitocondriale possono causare l'ereditarietà da parte della madre di una varietà di malattie, tumori e malattie legate all'età. Sebbene lo sviluppo della tecnologia CRISPR abbia offerto agli scienziati nuovi modi per correggere le mutazioni nel DNA nucleare, questo sistema non può attraversare efficacemente la membrana mitocondriale e raggiungere il DNA mitocondriale.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno utilizzato uno strumento chiamato Base Editor-specific, un DDCBE (editor di base della citosina derivato dalla tossina A del DNA DEAMinase a doppio filamento). Questo strumento consente agli scienziati di modificare una singola lettera nel codice del DNA senza tagliarla e funziona sul DNA mitocondriale.

Il team ha dimostrato di poter creare e correggere efficacemente le mutazioni del DNA mitocondriale in diversi tipi di cellule legate alla malattia in laboratorio. Innanzitutto, hanno progettato le cellule del fegato affinché portassero una mutazione mitocondriale che compromette la produzione di energia. Hanno poi dimostrato di poter riparare una mutazione diversa nelle cellule della pelle di un paziente con sindrome di disfunzione mitocondriale simile a Gitelman, ripristinando i segni chiave di una sana funzione mitocondriale.

Per spostare la terapia verso l’uso clinico, i ricercatori hanno anche testato l’efficacia di fornire gli editor di base mitocondriale sotto forma di mRNA anziché di DNA e in nanoparticelle lipidiche per la consegna. Hanno dimostrato che questi approcci sono più efficienti e meno tossici per le cellule rispetto ai metodi più vecchi come i plasmidi del DNA. È importante sottolineare che i cambiamenti erano altamente specifici, con cambiamenti minimi fuori bersaglio rilevati nel DNA nucleare e rilevamenti multipli nel DNA mitocondriale.

“Il potenziale dell’editing della base mitocondriale nella modellazione della malattia e i potenziali interventi terapeutici lo rendono una strada promettente per la ricerca e lo sviluppo futuri nella medicina mitocondriale“Lo dicono gli autori.

Gli autori aggiungono: “I pazienti mitocondriali non hanno potuto beneficiare della rivoluzione CRISPR per così tanto tempo, ma recentemente è diventata disponibile la tecnologia che ci consente finalmente di riparare le mutazioni mitocondriali. Nel nostro studio, abbiamo utilizzato questa tecnologia sugli organoidi del fegato umano per generare un modello di malattia mitocondriale. Abbiamo utilizzato una tecnica di livello clinico per riparare una mutazione nel DNA mitocondriale delle cellule derivate dai pazienti.“

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