Неке наследне болести, укључујући цистичну фиброзу, хемофилију и Теј Саксову болест, укључују вишеструке генетске мутације унутар ДНК особе. Чак и две особе са истим стањем могу имати различите скупове мутација. Због ове сложености, стварање генских терапија које широко функционишу код свих пацијената са датим поремећајем било је изузетно тешко.
Нови и ефикаснији пробој у уређивању гена
Научници са Универзитета Тексас у Аустину развили су прецизнији и ефикаснији приступ за уређивање гена који може истовремено исправити неколико мутација које изазивају болести у ћелијама сисара. Техника је такође успешно поправила мутације повезане са сколиозом у ембрионима зебрице.
Овај нови приступ покрећу ретрони, генетски елементи првобитно пронађени у бактеријама који им помажу у одбрани од вирусних инфекција. Истраживачи су сада први пут користили ретроне да исправе мутације повезане са болестима код кичмењака, нудећи нову наду за развој нових генских терапија за људске поремећаје.
„Многе постојеће методе за уређивање гена су ограничене на једну или две мутације, што оставља много људи иза себе“, рекао је Џеси Бафингтон, дипломирани студент на УТ и коаутор новог рада у Природна биотехнологија. „Надам се, и оно што ме покреће, јесте да развијем технологију за уређивање гена која ће много више укључити људе који би могли имати јединственије мутације које изазивају болести, и да ће коришћење ретрона моћи да прошири тај утицај на много ширу популацију пацијената.
Бафингтон је водио истраживање заједно са Иљом Финкелштајном, професором молекуларних бионаука на УТ, уз подршку Ретроник Био и Велцх Фоундатион.
Замена погрешне ДНК здравим секвенцама
Систем заснован на ретрону може заменити дуге делове дефектне ДНК здравим. То значи да један ретронски „пакет“ може потенцијално да исправи многе мутације унутар истог дела ДНК, уместо да циља један по један специфичан дефект.
„Желимо да демократизујемо генску терапију стварањем готових алата који могу да излече велику групу пацијената у једном тренутку“, рекао је Финкелстеин. „То би требало да учини финансијски одрживијим развој и много једноставнијим са регулаторног становишта јер вам је потребно само једно одобрење ФДА.“
Док су ретрони раније коришћени у ћелијама сисара, претходни покушаји су били веома неефикасни, исправљајући само око 1,5% циљаних ћелија. Метода тима УТ Аустин је драматично побољшала ову ефикасност, успешно убацивши здраву ДНК у око 30% циљних ћелија. Истраживачи верују да могу да повећају овај број како се техника развија.
Још једна кључна предност је да се ретрон систем може испоручити у ћелије као РНК затворена у липидној наночестици. Ове наночестице су посебно дизајниране да превазиђу проблеме испоруке са којима се суочавају многи традиционални системи за уређивање гена.
Примена технике на цистичну фиброзу
Истраживачки тим сада прилагођава свој приступ лечењу цистичне фиброзе (ЦФ), по живот опасног поремећаја узрокованог мутацијама у ЦФТР гену. Ове мутације доводе до накупљања густе слузи у плућима, што доводи до хроничних инфекција и дуготрајног оштећења плућа.
УТ Аустин је недавно добио грант од Емили’с Ентоураге, непрофитне организације посвећене проналажењу третмана за отприлике 10% људи са ЦФ који немају користи од тренутних терапија. Истраживачи почињу да раде на замени неисправних региона ЦФТР гена у лабораторијским моделима који опонашају симптоме ЦФ и, касније, у ћелијама дисајних путева добијеним од пацијената.
„Традиционалне технологије за уређивање гена најбоље функционишу са појединачним мутацијама и скупе су за оптимизацију, тако да се генске терапије обично фокусирају на мутације које су најчешће“, рекао је Бафингтон. „Али постоји више од хиљаду мутација које могу да изазову ЦФ. Није финансијски изводљиво да компаније развију генску терапију за, рецимо, три особе. Са нашим приступом заснованим на ретрону, можемо да извучемо цео неисправан регион и да га заменимо здравим, што може утицати на много већи део популације ЦФ.“
Одвојени грант од Фондације за цистичну фиброзу ће подржати сличан рад који циља на регион ЦФТР гена који укључује најчешће мутације које изазивају ЦФ.
Заједно са Бафингтоном и Финкелштајном, истраживачки тим укључује Хунг-Че Куо, Куанг Ху, Ју-Чун Чанг, Камјаб Јаванмарди, Бритни Воигт, Ји-Ру Ли, Мери Е. Литл, Сраван К. Деванатан, Блерту Џемалче и Рајан С. Греј. Њихов рад означава важан корак ка генским терапијама које су прилагодљивије, ефикасније и инклузивније за пацијенте који се суочавају са сложеним генетским болестима.
