huntington

Toți cei care au urmărit „Doctor House” s-ar putea să-și amintească unul dintre medicii care au ajutat la rezolvarea misterelor - Numărul Treisprezece. A suferit de o boală foarte rară numită boala Huntington. Este o tulburare neurologică care a fost incurabilă până de curând, dar studiile cu metoda CRISPR/Cas9 la șoareci dau o nouă speranță pacienților cu aceasta.

În 1993, cercetătorii au identificat gena care a provocat Huntington. Boala apare atunci când o persoană moștenește de la un părinte o copie mutantă a genei Huntington (HTT), în care există repetări suplimentare de trei litere (CAG) din codul ADN din patru litere. Acest lucru duce la producerea de proteine ​​îndoite necorespunzător, care este toxică pentru neuronii cerebrali, inițierea unui proces degenerativ în timp ducând la schimbări de dispoziție, vorbire neclară, mișcări necoordonate și în cele din urmă moarte. Simptomele apar între vârsta de treizeci și cincizeci și se înrăutățesc în următorii zece până la douăzeci de ani. Fiecare copil al unui părinte cu Huntington are 50/50 șanse să moștenească gena extinsă. Dacă copilul nu o moștenește, el sau ea nu va dezvolta niciodată boala și o va transmite copiilor lor.

Albastru închis indică persoanele care nu poartă gena, iar albastru deschis indică persoanele care o poartă. Sursa: http://hdsa.org/what-is-hd/

Boala afectează ambele sexe, precum și toate rasele și etniile din lume. În medie, în 10% din cazuri, Huntington afectează copiii sau adolescenții. Simptomele adolescentului Huntington sunt oarecum diferite de cele ale bolii la adulți și pot include mers incomod, stângăcie și dificultăți de vorbire. Capacitatea de a învăța lucruri noi poate scădea și copilul poate pierde abilitățile dobândite mai devreme. Adolescentul Huntington se dezvoltă mai repede decât cel al adulților.

Într-un nou studiu care a implicat modele de șoareci ale bolii Huntington, cercetătorii Sa Yang, Renbao Qian, Xiao-Jiang Li (Su Yang, Renbao Chang, Xiao-Jiang Li) și colegii de la Școala de Medicină a Universității Emory din Atlanta) au reușit să oprească producerea proteinei anormale utilizând CRISPR/Cas9, care a tăiat partea care se repetă.

Lucrările anterioare ale cercetătorilor au arătat că oprirea producției de proteine ​​HTT mutante sau chiar sănătoase în neuronii complet dezvoltați nu dăunează celulelor și nu provoacă probleme neurologice vizibile la șoareci. Așadar, cercetătorii s-au uitat la corpul striat, partea din tulpina creierului care controlează abilitățile motorii. Acum au vrut să vadă dacă oprirea producției de NTT în milioane de neuroni din striatum ar putea inversa semnele timpurii ale bolii. Apare de obicei la șoarecii afectați înainte de a avea 9 luni.

Pentru a obține un răspuns, au injectat particule virale inactive direct în striatul mai multor șoareci de nouă luni, concepuți pentru a produce o formă mutantă a proteinei HTT. Fiecare particulă, ca un cal troian, furnizează neuronilor una din cele două părți ale sistemului CRISPR/Cas9: fie un ARN de țintire de scurtă durată - pentru a marca repetarea CAG în gena HTT, cât și o enzimă asemănătoare foarfecelor Cas9 - pentru a le elimina . În această strategie, atât copiile sănătoase, cât și cele anormale ale genei NTT sunt „eliminate” și, în cele din urmă, nu există producție de proteine ​​NTT.

În mod remarcabil, trei săptămâni mai târziu, cercetătorii au descoperit că sistemul CRISPR/Cas9 a inversat procesul bolii în modelul lor de șoarece. Neuronii din striat au încetat să producă proteina HTT. Mai mult, proteina HTT anormală, care se acumulase deja în sau în jurul neuronilor și era probabil să-i omoare, a început să fie eliminată în diferite grade la șoareci. La fel s-a întâmplat și cu alte anomalii ale proteinelor asociate cu progresia bolii Huntington.

Există știri și mai bune. Echipa a repetat injecțiile CRISPR/Cas9 în corpul striat al unei duzini de șoareci de nouă luni și a obținut un efect similar de eliminare a proteinelor. Apoi, în următoarele trei luni, cercetătorii au descoperit că echilibrul animalelor, coordonarea musculară și mobilitatea s-au îmbunătățit în comparație cu șoarecii cărora li s-au administrat injecții false CRISPR/Cas9. Interesant este faptul că gradul de îmbunătățire a abilităților lor motrice a corespuns cantității de proteine ​​toxice care a fost îndepărtată din corpul benzii.

Pe cât de interesantă este modificarea genelor ca un potențial tratament pentru boala Huntington, cercetarea este încă într-un stadiu incipient. De exemplu, oamenii de știință de la Emery pot descoperi că șoarecii adulți pot trăi fără o copie funcțională a NTT, dar rămâne neclar dacă acest lucru este cazul la oameni.

O altă problemă potențială de securitate este editarea în afara obiectivelor. În articolul „Mutații neașteptate după editarea in vivo a CRISPR/Cas9” de animale Schaefer și colab., Și poate provoca mii de mutații nedorite. Cu toate acestea, cercetătorii Emery raportează că o astfel de editare eronată nu pare a fi o problemă majoră în ultimul lor studiu. Secvențierea ADN-ului genomic preluat din corpul striat al șoarecilor arată că editarea CRISPR/Cas9 are loc „predominant” în jurul secvențelor lor țintă fără editarea genomică semnificativă la cele mai probabile site-uri extracelulare. Deși acesta este doar un singur studiu, este încă o știre liniștitoare pe fondul cercetărilor în curs asupra potențialului terapeutic al metodologiei CRISPR/Cas9.
Utilizarea CRISPR/Cas9 pentru tratarea bolii Huntington este doar un alt exemplu al modului în care această nouă tehnologie puternică poate fi aplicată la mii de boli cauzate de o mutație specifică în ADN; metoda este deja utilizată în cercetarea altor boli, cum ar fi anemia falciformă * și distrofia musculară **.

* Anemie falciformă - o boală în care globulele roșii au o formă neregulată. Se pot lipi de pereții vaselor de sânge, provocând un blocaj care încetinește sau oprește fluxul de sânge. Când se întâmplă acest lucru, oxigenul nu poate ajunge în țesuturile din jur. Lipsa de oxigen provoacă atacuri bruște de durere acută numite crize de durere. Forma de seceră și transportul afectat al oxigenului pot provoca, de asemenea, leziuni ale organelor. Pacienții cu această boală pot deteriora splina, creierul, ochii, plămânii, inima, rinichii, penisul, articulațiile, oasele sau pielea.


A) celule roșii normale din sânge B) globule roșii din boala de celule secerătoare Anemie Sursa: https://www.nhlbi.nih.gov/health/health-topics/topics/sca

** Distrofia musculară - un grup de boli care determină pierderea progresivă în greutate și pierderea masei musculare. În ele, genele anormale interferează cu producția normală de proteine ​​necesare formării mușchilor sănătoși. Există diferite tipuri de distrofie musculară. Simptomele celor mai frecvente soiuri încep în copilărie, inițial la băieți. Alte tipuri nu apar înainte de maturitate. Unii pacienți își pierd capacitatea de a merge. Alții au dificultăți de respirație sau de înghițire.