Vedci používajú úpravu báz na opravu mutácií mitochondriálnej DNA

Vedci používajú úpravu báz na opravu mutácií mitochondriálnej DNA

V posune k liečbe mitochondriálnych chorôb vedci v Holandsku úspešne upravili škodlivé mutácie v mitochondriálnej DNA pomocou genetického nástroja známeho ako editor báz. Výsledky zverejnené 24. júna v časopise s otvoreným prístupombiológia PLOSPonúknite novú nádej ľuďom so zriedkavými genetickými ochoreniami.

Mitochondrie, často označované ako elektrárne bunky, majú svoju vlastnú malú líniu DNA. Mutácie v tejto mitochondriálnej DNA môžu spôsobiť rôzne ochorenia, rakoviny a choroby súvisiace s vekom, ktoré sa zdedia z matkinej strany. Zatiaľ čo vývoj technológie CRISPR dal vedcom nové spôsoby, ako opraviť mutácie v jadrovej DNA, tento systém nemôže účinne prejsť cez mitochondriálnu membránu a dosiahnuť mitochondriálnu DNA.

V novej štúdii výskumníci použili nástroj s názvom Base Editor-specific, DDCBE (dvojvláknový editor cytozínovej bázy odvodený od toxínu A DNA DEAMinázy). Tento nástroj umožňuje vedcom zmeniť jediné písmeno v kóde DNA bez toho, aby ho museli orezať, a funguje na mitochondriálnej DNA.

Tím ukázal, že v laboratóriu dokážu efektívne vytvárať a opravovať mutácie mitochondriálnej DNA v niekoľkých typoch buniek spojených s ochorením. Najprv vytvorili pečeňové bunky tak, aby niesli mitochondriálnu mutáciu, ktorá zhoršuje produkciu energie. Potom ukázali, že dokážu opraviť inú mutáciu v kožných bunkách od pacienta s Gitelmanovým syndrómom mitochondriálnej dysfunkcie a obnoviť kľúčové znaky zdravej mitochondriálnej funkcie.

Aby sa terapia posunula smerom ku klinickému použitiu, výskumníci tiež testovali účinnosť dodávania editorov mitochondriálnej bázy skôr vo forme mRNA ako DNA a v lipidových nanočasticiach na dodávanie. Ukázali, že tieto prístupy sú účinnejšie a menej toxické pre bunky ako staršie metódy, ako sú DNA plazmidy. Dôležité je, že zmeny boli vysoko špecifické, s minimálnymi mimocieľovými zmenami detegovanými v jadrovej DNA a viacnásobnými detekciami v mitochondriálnej DNA.

“Potenciál úpravy mitochondriálnej bázy pri modelovaní chorôb a potenciálnych terapeutických zásahoch z nej robí sľubnú cestu pre budúci výskum a vývoj v mitochondriálnej medicíne“ hovoria autori.

Autori dodávajú: „Mitochondriálni pacienti tak dlho nemohli ťažiť z revolúcie CRISPR, ale nedávno sa sprístupnila technológia, ktorá nám umožňuje konečne opraviť mitochondriálne mutácie. V našej štúdii sme túto technológiu použili na ľudských pečeňových organoidoch na vytvorenie modelu mitochondriálnej choroby. Použili sme techniku ​​klinickej kvality na opravu mutácie v mitochondriálnej DNA buniek pochádzajúcich od pacienta.“

Zdroje: