streszczenie
- Naukowcy leczyli anemię sierpowatą u myszy, bezpośrednio edytując wadliwy gen hemoglobiny, który powoduje tę chorobę.
- Odkrycia te mogą prowadzić do jednorazowego leczenia niedokrwistości sierpowatokrwinkowej z mniejszą liczbą skutków ubocznych niż inne opracowywane metody leczenia.
Choroba sierpowatokrwinkowa (SCD) to zaburzenie genetyczne spowodowane mutacją w obu kopiach genu HBB danej osoby. Gen ten koduje składnik hemoglobiny, która jest białkiem przenoszącym tlen w czerwonych krwinkach. Mutacja powoduje, że cząsteczki hemoglobiny sklejają się, tworząc czerwone krwinki w kształcie sierpa. Proces ten może prowadzić do pęknięcia krwinek, anemii, nawracającego bólu, niedoboru odporności, uszkodzenia narządów i przedwczesnej śmierci. Przeszczepy szpiku kostnego mogą wyleczyć SCD, ale trudno jest znaleźć odpowiednich dawców. Procedura przeszczepu niesie również ryzyko niebezpiecznych skutków ubocznych.
![Utrwalanie genu, który powoduje niedokrwistość sierpowatokrwinkową Utrwalanie genu, który powoduje niedokrwistość sierpowatokrwinkową](https://www.osfhealthcare.org/blog/wp-content/uploads/2017/11/sickle-cell-fb.jpg)
Obecnie opracowywanych jest kilka nowych metod leczenia anemii sierpowatej. Metody te obejmują edycję genów własnych komórek szpiku kostnego pacjenta w celu wytworzenia normalnie funkcjonującej hemoglobiny. Te metody leczenia pozwalają uniknąć zagrożeń związanych z przeszczepami szpiku kostnego. Jednak metody te niosą ze sobą również własne ryzyko, ponieważ wiążą się z wprowadzaniem nowego DNA i cięciem istniejących nici DNA.
Zespół naukowców, kierowany przez dr Davida Liu z Broad Institute oraz dr Mitchella Weissa i dr Jonathana Yena ze Szpitala Dziecięcego St. Jude w USA, opracował metodę, która pozwala uniknąć niektórych zagrożeń związanych z innymi metodami edycji genów. Ta metoda wykorzystuje technikę molekularną zwaną edycją zasad, która zmienia pojedynczą literę genomu bez cięcia DNA.
W niedokrwistości sierpowatej T zastępuje A w kluczowym miejscu genu HBB. Podczas gdy edycja podstawowa nie może cofnąć tej zmiany, może zamiast tego przekonwertować T na C. W wyniku tego działania powstaje naturalnie występujący, niepatogenny wariant hemoglobiny zwany Hb-Makassar. Naukowcy zaprojektowali narzędzie molekularne zwane edytorem zasad adeninowych, które rozpoznaje zmutowaną część genu i przekształca T w C.
Naukowcy wykorzystali edytor bazy adeninowej na krwiotwórczych komórkach macierzystych od pacjentów z SCD. Do 80% komórek miało gen hemoglobiny sierpowatej przekształcony w wariant Makassar. W celu przetestowania zespół przeszczepił zmodyfikowane ludzkie komórki do mysiego modelu SCD. W 16 tygodniu po przeszczepie 68% komórek macierzystych pochodzących od dawcy miało geny HBB zredagowane do Hb-Makassar. Czerwone krwinki pochodzące z tych komórek macierzystych znacznie zmniejszyły sierpowatość.
Ponieważ ludzkie krwinki czerwone nie są w stanie przetrwać u myszy wystarczająco długo, aby przeprowadzić szeroko zakrojone testy, zespół następnie pobrał komórki macierzyste z mysiego modelu SCD, zmodyfikował je i przeszczepił zmodyfikowane komórki innej grupie myszy. Po 16 tygodniach wariant Makassar stanowił prawie 80% hemoglobiny u myszy biorców. Myszy kontrolne, które otrzymały niezmodyfikowane komórki, miały charakterystyczne objawy SCD: anemię, nieprawidłową liczbę krwinek, czerwone krwinki w kształcie sierpa i powiększoną śledzionę. Myszy, którym podano zmodyfikowane komórki macierzyste, znacznie złagodziły objawy.
Naukowcy pobrali szpik kostny od myszy, które otrzymały zmodyfikowane komórki macierzyste i przeszczepili go nowej grupie myszy. Nowi biorcy mieli zdrową liczbę krwinek, co potwierdza trwałość edycji genów. Naukowcy dalej ustalili, że edycja co najmniej 20% kopii genu SCD wystarczyła do utrzymania zdrowych pomiarów krwi. Nie wykryli żadnych skutków ubocznych u myszy z procesu edycji genów.
„Podejście to obiecuje jako podstawę jednorazowego leczenia, a może nawet jednorazowego wyleczenia anemii sierpowatej”, mówi Liu.
Zespół pracuje obecnie nad dalszym rozwojem tej koncepcji, z ostatecznym celem dotarcia do pacjentów.
.
Discussion about this post