Genetická úprava zlepsuje funkci svalu u mysí se svalovou dystrofií Duchenne

Pomocí nového prukopnického nástroje na opravu genetických mutací vedci úspesne obnovili funkcnost svalu u zivých mysí se svalovou dystrofií Duchenne.
Vedci naprogramovali systém pro editaci genu, aby nasli a odstranili dysfunkcní cást genu, címz zanechali prirozený systém oprav DNA DNA.

Nástroj pro úpravy genu - nazvaný CRISPR / Cas9 - funguje tak, ze opravuje DNA, která zabranuje bunkám vytváret protein dulezitý pro funkci svalu.

V casopise Veda, vedený výzkumnými pracovníky na Dukeove univerzite v Durhamu, NC, uvádí, jak je to poprvé, kdy CRISPR / Cas9 úspesne lécil genetické onemocnení uvnitr dospelého zivého savce.

Dosli k záveru, ze to ukazuje, ze CRISPR / Cas9 má potenciál jako terapie pro cloveka.

Nicméne zatímco hlavní autor Charles A. Gersbach, docent biomedicínského inzenýrství na Dukeove univerzite, popisuje zjistení z techto prvních raných experimentu jako "velmi vzrusující", poznamenává také:

"Existuje jeste znacné úsilí, aby bylo mozné tuto skutecnost prenést na lidskou terapii a ukázat bezpecnost."

Lidé, kterí trpí svalovou dystrofií Duchenne, nemohou vytvorit normální dystrofin - bílkovinu, která pomáhá posilovat a chránit svalová vlákna, která se vyskytuje ve svalech pouzívaných k pohybu (kosterním svalum) a v srdecním (svalovém) svalu.

Jak onemocnení postupuje, svaly se skládají a pomalu se zhorsují. Toto se projevuje jako progresivní ztráta svalové funkce a slabosti, která zacíná v dolních koncetinách.

Duchennova svalová dystrofie postihuje predevsím muze - celosvetove se asi asi 1 z 3500 detských chlapcu narodí s onemocnením. Vetsina pacientu je na invalidním vozíku vázána v dobe, kdy dosáhnou svých desátých narozenin a zrídka zijí kolem jejich pocátku 30. let.

Nemoc primárne postihuje muze, protoze mutace, která je zpusobena, se nachází na chromozomu X. Protoze zeny mají dve kopie chromozomu X, mají mnohem vetsí sanci zdedit alespon jednu funkcní kopii genu.

Hra-menic v genetickém inzenýrství

CRISPR / Cas9 je oznacován jako hracka v genetickém inzenýrství, protoze je podstatne rychlejsí a snadnejsí zpusob, jak zmenit DNA nez predchozí techniky.

Zmena zpusobu provádení základního výzkumu a zpusobu, jakým premýslíme o lécbe onemocnení.

Tato technika muze být prirovnávána k nástroji pro vyhledání a nahrazení textu v textovém editoru, který hledá nesprávnou posloupnost znaku v textu a nahrazuje kazdý výskyt správným textem.

CRISPR / Cas9 obsahuje tri prvky: enzym pro rezání DNA (protein Cas9), korigovanou DNA sekvenci a molekulu zjistování - CRISPR (klastrované pravidelne interspaced krátké palindromické opakování).

Molekula CRISPR zjistuje presné umístení nesprávné DNA na cílovém chromozomu, rezací enzym presne vykresluje nesprávnou sekvenci a vlozí se správná DNA. Je také mozné tuto poslední etapu vynechat a jednoduse odstranit a ne nahradit vadnou DNA - to je metoda pouzitá v nové studii.

CRISPR / Cas9 je upravená verze prirozeného obranného systému, který bakteriální bunky pouzívají k napadení napadených viru rozstepením DNA.

Laborator prof. Gersbach zkoumá od roku 2009 genetické osetrení pro Duchenne s ruznými systémy na zmenu genu. V predchozích projektech pouzili CRISPR / Cas9 k oprave genetických mutací v kultivovaných bunkách od pacientu s DMD a dalsí skupiny pouzívaly nový nástroj pro opravu genu v jednobunecných embryích v laboratori.

Prístup embryí je vsak v soucasné dobe neetický k pokusum u cloveka a priblízení kultivovaných bunek predstavuje mnoho obtízí - napríklad zpusob, jak úspesne prenést osetrené bunky zpet do svalových tkání.

Pouzití viru k prenesení CRISPR / Cas9 do bunek

Pro jejich novou studii se tým obrátil na jiný prístup - ten, který pomocí genové terapie dodává nástroj pro editaci genu prímo do postizených bunek tkáne. A zatímco tato metoda také predstavuje problémy s výdaji, prekonaly je pouzitím nosice adeno-asociovaného viru (AAV).

Viry jsou ideálními nosici pro editaci genu. Sami se vkládají do genetického materiálu bunek organismu, které napadají, a reprogramují mobilní zarízení, aby se samy rozmnozily a rozsírily.

AAV jsou malé viry, které infikují cloveka bez zpusobení onemocnení. Jedná se o jeden z rysu, které z nich ciní ideální prostredky pro genovou terapii. Jsou také výjimecne úcinné pri vnikání do bunek.

Ve Spojených státech existuje nekolik klinických studií v pozdním stadiu, které pouzívají AAV a jejich pouzití bylo jiz schváleno v jedné drogové terapii v Evropské unii (EU).

Existují také ruzné typy AAV, které cílí na bunky v ruzných tkáních - a proto je mohou vedci poskytovat systémove. Jeden z nich preferuje vstup do bunek v kosterním a srdecním svalu.

Zpocátku mel tým problém s vlozením CRISPR / Cas9 do viru. AAV je opravdu malý virus a CRISPR / Cas9 je pomerne velký; "Jednoduse se to nehodí dobre, takze jsme meli problém s balením," vysvetluje profesor Gersbach.

Resení se objevilo ve forme objevu jednoho z týmu Feng Zhanga, profesora biomedicínského inzenýrství na Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Problém spocíval v rozsáhlém proteinu Cas9 - soucásti nástroje pro rezání DNA. Cas9, který výzkumníci obvykle pouzívají, pochází z bakteriálních druhu Streptococcus pyogenes, ale prof. Zhang nedávno nalezl mnohem mensí protein Cas9 Staphylococcus aureus - dostatecne malý, aby se vesel do AAV.

CRISPR / Cas9 a AAV obnovily svalovou funkci v mysím modelu

Pro novou studii pracoval tým s mysím modelem, který má zvlást oslabující mutaci v genu, který kóduje dystrofin. Naprogramovali nový systém CRISPR / Cas9, aby odstranili dysfunkcní cást genu, opoustející prirozenou DNA opravu tela, aby opet slepil gen.

Nový gen byl kratsí, ale funkcní, poznamenávají výzkumní pracovníci, kterí naznacují, ze vzhledem k tomu, ze metoda, kterou pouzívají, jednoduse odstranuje dysfunkcní cást genu, nikoliv nahrazuje, tato strategie by mohla být úcinná u vetsího poctu pacientu s DMD.

Jako první krok byl tým aplikován terapie prímo na sval nohou dospelé mysi. Tato obnovená produkce funkcního dystrofinu a zvýsená svalová síla.

Poté injikovali kombinaci CRISPR / Cas9 a AAV do krevního obehu mysi, aby dosáhli kazdého svalu. Tato obnovená svalová funkce v celém tele - vcetne srdce - je dulezitým výsledkem, protoze selhání srdce je casto to, co zabíjí lidi s Duchenne.

Pri podrobném popisu rozsáhlých prací, které predcházejí lécbu, muze být pripraveno pro klinické pouzití, Prof. Gersbach poznamenává:

"Odtud budeme optimalizovat systém dávkování, vyhodnocovat prístup u závaznejsích modelu [svalové dystrofie Duchenne] a posuzovat úcinnost a bezpecnost u vetsích zvírat s prípadným cílem dostat se do klinických studií."

V breznu 2015, Zdravotní novinky dnes ze nekterí vedci - vcetne prukopnického vývojáre CRISPR / Cas9 - vyzývají ke zdrzenlivosti pri editaci lidského genomu, protoze se týká nekterých zmen, které by mohly být predány potomkum.

Svet první: díte narozené po transplantaci delohy

V zárí se 36letá svédská zena stala prvním, kdo kdysi porodil z transplantovaného delohy. Nový dokument publikovaný v The Lancet poskytuje zprávu o dukazu koncepce prípadu. Zena dostala luno od 61tiletého rodinného prítele. Vzhledem k tomu, ze príjemce mel intaktní vajecníky, byla schopna produkovat vajícka, která byla pred transplantací oplodnena IVF.

(Health)

Gene May Link Diabetes a Alzheimerova choroba

Jako by Diabetes nebyl dost spatný, výzkum ukázal, ze ve starsím veku mají lidé s onemocnením mnohem vyssí tendenci rozvíjet Alzheimerovou chorobu. Duvod nebyl jasný, ale nyní výzkum z Mestské vysoké skoly v New Yorku (CCNY) spojuje tuto problematiku s genetickým spojením. Jeste zajímavejsí je, ze vedci, kterí ohlásili své zjistení v cervnovém vydání casopisu Genetics v cervnu 2012, ríkají, ze gen, který je pozorován u mnoha lidí s Alzheimerovou chorobou, se také zdá, ze ovlivnuje cestu inzulínu.

(Health)