Gennembrud i 'redigering' af mitokondrie sygdom dna


Gennembrud i 'redigering' af mitokondrie sygdom dna

Forskere fra Salk Institut for Biologiske Studier i La Jolla, CA, rapporterer succes for første gang i at bruge genredigerende teknologi for at forhindre, at flere humane mitokondrie sygdomme bliver overført fra kvindelige mus til deres afkom.

Mitokondrier genererer størstedelen af ​​den energi, der anvendes af celler, med hver celle indeholdende mellem 1.000 og 100.000 kopier af mitokondrialt DNA.

Mitokondrier genererer størstedelen af ​​den energi, der anvendes af celler, med hver celle indeholdende mellem 1.000 og 100.000 kopier af mitokondrialt DNA. Mitokondrielt DNA passeres udelukkende gennem moderens arv.

Mitokondrie sygdomme arves moderligt og forårsager en række alvorlige tilstande, der i øjeblikket ikke har nogen kur. Hos patienter, der har disse sygdomme, blandes muterede og normale mitokondriale DNA typisk sammen i celler. Hvis patienten har en høj procentdel af muteret mitokondrialt DNA, kan dette føre til organsvigt og alvorlige helbredsmæssige problemer, herunder anfald, demens, diabetes, hjertesvigt, leverdysfunktion, synstab og døvhed.

Genetisk screening af embryoner kan delvis reducere risikoen for, at mitokondrie sygdomme overføres fra moder til barn, men terapeutiske muligheder er begrænsede.

Mitokondriel erstatningsterapi, en ny teknik, hvor sunde mitokondrier leveres af en donor, er i øjeblikket under evaluering i USA. Denne tilgang er imidlertid kontroversiel, og fordi den er afhængig af at kombinere det genetiske materiale af tre forskellige mennesker, har der været et udvalg af etiske, sikkerhedsmæssige og medicinske indvendinger.

Redigeringsmetode 'sikrere, enklere og mere etisk' end mitokondriel erstatningsterapi

Salk Institute-teamet afprøvede en alternativ tilgang i en musemodel, hvilket indebærer redigering af det muterede DNA ved anvendelse af enzymer kaldet restriktionsendonucleaser og transkriptionsaktivator-lignende effektor nucleaser (TALEN'er).

Fordi den tilgang, der testes af Salk-holdet, ikke kræver donor-DNA, mener forskerne, at genredigeringsmetoden er sikrere, enklere og mere etisk end mitokondriel erstatningsterapi. Enzymerne er designet til at finde specifikke muterede DNA-sekvenser og lave et præcist snit, som ødelægger det muterede DNA, samtidig med at det normale mitokondrie-DNA bliver intakt.

"Denne teknik er baseret på en enkelt injektion af mRNA i moderens oocytter eller tidlige embryoner og kan derfor let implementeres i klinikker i IVF (in vitro fertilization) over hele verden", forklarer seniorstudentforfatter Juan Carlos Izpisua Belmonte fra Salk Institute For biologiske studier.

"Siden mutationer i mitokondrie-DNA også er impliceret i neurodegenerative lidelser, kræft og aldring, kan vores teknologi potentielt have brede kliniske konsekvenser for at forhindre overførsel af sygdomsfremkaldende mutationer til fremtidige generationer," siger Belmonte.

Holdet brugte en musemodel, der bærer to forskellige typer af mitokondrie-DNA. Tal og restriktionsendonukleaser blev designet til at jage og ødelægge blot en af ​​disse typer af mitokondriale DNA i musens æg.

Fertiliserede æg fra musene blev injiceret med enzymerne. Niveauerne af det målrettede DNA blev reduceret med succes, forfatterne rapporterer, mens det sunde mitokondriale DNA ikke var upåvirket. Museembryonerne blev overført til hunmus, hvor de udviklede sig normalt og resulterede i sunde hvalpe med lave niveauer af det målrettede mitokondrie-DNA.

Desuden fortsatte disse hvalpe senere til at føde sunde afkom selv, som også viste sig at have lave niveauer af det målrettede DNA, hvilket viser, at dette er en levedygtig tilgang til forebyggelse af transgenerational transmission af mitokondrie sygdomme.

Tilnærmelse med succes nedsatte niveauer af muteret humant mitokondrie DNA

Derefter testede holdet TALEN'er, der var designet til at målrette humane mitokondrie DNA mutationer kendt for at forårsage to lidelser - Leber's arvelige optiske neuropati og dystoni (LHOND) og neurogen muskel svaghed, ataxi og retinitis pigmentosa (NARP).

Forskerne afprøvede talen med brug af musæg, der indeholdt genetisk materiale fra menneskelige patienter. Igen resulterede teknikken i en signifikant reduktion af det muterede DNA.

Belmonte mener, at hans holds tilgang vil lykkes med at reducere procentdelen af ​​muteret mitokondrie DNA under tærsklen for at forårsage sygdom hos mennesker:

Efter vores mening er det på grund af de hundredtusinder af kopier af mitokondrie DNA, der findes i humane æg, og det faktum, at dobbeltstrengspauser i mitokondrialt DNA generelt fører til eliminering af disse molekyler, tror vi, at selektiv eliminering af muteret mitokondrielt DNA I kimlinien kunne være sikrere end atomgenerering og derfor kunne udgøre et udgangspunkt for undersøgelsen og anvendelsen af ​​disse nye teknologier i menneskelige embryoner."

Inden kliniske forsøg påbegyndes, skal man imidlertid evaluere sikkerheden og effekten af ​​metoden i æg fra humane patienter med mitokondrie sygdomme. Holdet siger, at de vil få sådanne æg fra overskudslagre af æg fra IVF-klinikker, som doneres af patienter til forskningsformål.

Our Miss Brooks: Accused of Professionalism / Spring Garden / Taxi Fare / Marriage by Proxy (Video Medicinsk Og Professionel 2018).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Medicinsk praksis