Zinātnieki izmanto bāzes rediģēšanu, lai labotu mitohondriju DNS mutācijas

Zinātnieki izmanto bāzes rediģēšanu, lai labotu mitohondriju DNS mutācijas

Lai ārstētu mitohondriju slimības, pētnieki Nīderlandē ir veiksmīgi rediģējuši kaitīgas mutācijas mitohondriju DNS, izmantojot ģenētisko rīku, kas pazīstams kā bāzes redaktors. Rezultāti, kas publicēti 24. jūnijā atklātās piekļuves žurnālāPLOS bioloģijaPiedāvājiet jaunu cerību cilvēkiem ar retām ģenētiskām slimībām.

Mitohondrijiem, ko bieži dēvē par šūnas spēkstacijām, ir sava neliela DNS līnija. Šīs mitohondriju DNS mutācijas var izraisīt dažādu slimību, vēža un ar vecumu saistītu slimību pārmantošanu no mātes puses. Lai gan CRISPR tehnoloģijas attīstība ir devusi zinātniekiem jaunus veidus, kā koriģēt kodola DNS mutācijas, šī sistēma nevar efektīvi šķērsot mitohondriju membrānu un sasniegt mitohondriju DNS.

Jaunajā pētījumā pētnieki izmantoja rīku, ko sauc par bāzes redaktoru, DDCBE (divpavedienu DNS DEAMināzes toksīna A atvasinātais citozīna bāzes redaktors). Šis rīks ļauj zinātniekiem mainīt vienu burtu DNS kodā, to nepārgriežot, un tas darbojas uz mitohondriju DNS.

Komanda parādīja, ka viņi var efektīvi izveidot un labot mitohondriju DNS mutācijas vairākos ar slimību saistītos šūnu veidos laboratorijā. Pirmkārt, viņi konstruēja aknu šūnas, lai veiktu mitohondriju mutāciju, kas pasliktina enerģijas ražošanu. Pēc tam viņi parādīja, ka viņi var labot atšķirīgu mutāciju ādas šūnās no pacienta ar Gitelmanam līdzīgu mitohondriju disfunkcijas sindromu, atjaunojot galvenās veselīgas mitohondriju funkcijas pazīmes.

Lai virzītu terapiju uz klīnisku lietošanu, pētnieki pārbaudīja arī mitohondriju bāzes redaktoru piegādes efektivitāti mRNS formā, nevis DNS un lipīdu nanodaļiņās piegādei. Viņi parādīja, ka šīs pieejas ir efektīvākas un mazāk toksiskas šūnām nekā vecākas metodes, piemēram, DNS plazmīdas. Svarīgi, ka izmaiņas bija ļoti specifiskas, ar minimālām ārpusmērķa izmaiņām, kas tika atklātas kodola DNS un vairākas noteikšanas mitohondriju DNS.

"Mitohondriju bāzes rediģēšanas potenciāls slimību modelēšanā un iespējamās terapeitiskās iejaukšanās padara to par daudzsološu ceļu turpmākiem pētījumiem un attīstībai mitohondriju medicīnā"Autori saka.

Autori piebilst: "Mitohondriju pacienti tik ilgi nav varējuši gūt labumu no CRISPR revolūcijas, taču nesen ir kļuvusi pieejama tehnoloģija, kas ļauj beidzot izlabot mitohondriju mutācijas. Mūsu pētījumā mēs izmantojām šo tehnoloģiju cilvēka aknu organoīdiem, lai izveidotu mitohondriju slimības modeli. Mēs izmantojām klīniskas kvalitātes paņēmienu, lai labotu mutāciju pacientu iegūto šūnu mitohondriju DNS."

Avoti: