Medical card
A bad doctor treats the disease, a good doctor treats the cause of the disease.
  • гепатит
  • Недели беременности

    Беременность по неделям

  • Сколько живут с диагнозом рак
  • Как рыбий жир может уменьшить воспаление

Ученые используют CRISPR-Cas9 для предотвращения дистрофии роговицы Фукса у мышей

2020-09-15 15:52:06

В новом исследовании исследователи из кампуса Фила и Пенни Найт из Университета Орегона для ускорения научного воздействия использовали нарушение стартового кодона с помощью редактирования гена CRISPR-Cas9 для предотвращения дистрофии роговицы Фукса у мышей. Это первое продемонстрированное использование метода, называемого разрывом стартового кодона, для лечения генетического нарушения в постмитотической ткани, и оно может произвести революцию в лечении дистрофии Фукса, заменив необходимость трансплантации роговицы. Это также может привести к новым методам лечения других генетических заболеваний, даже расстройств, влияющих на непроизводительные клетки.


Новая статья «Нарушение старт-кодона с помощью CRISPR / Cas9 предотвращает эндотелиальную дистрофию роговицы Фукса у мышей», подготовленная профессором исследований кампуса Knight Campus Баламурали Амбати и опубликованная в журнале eLife .


В документе подробно описаны результаты 8-летнего исследования, посвященного заболеванию, от которого страдает примерно один из 2000 человек во всем мире. Дистрофия роговицы Фукса вызывает отмирание эндотелиальных клеток роговицы , вызывая отек, который может привести к ухудшению зрения, боли, нарушению зрения и слепоте.


«Многие люди работают над тем, чтобы уберечь эти клетки от смерти, но проблема, в конечном счете, состоит в том, что это постмитотические клетки - вы рождаетесь с клетками, которые у вас будут, и когда они начнут умирать, это становится проблема, - сказал Амбати.


В настоящее время единственным методом лечения дистрофии Фукса является пересадка роговицы - серьезная операция, сопряженная с риском и многочисленными потенциальными осложнениями, такими как инфекция, отторжение и глаукома. Заболевание является основной причиной трансплантации роговицы в США, и, хотя ткань роговицы легко доступна в этой стране, ее не хватает во многих странах мира.


Исследователи сосредоточили свое внимание на подгруппе заболевания с ранним началом, которое обычно поражает пациентов в возрасте от 30 до 40 лет. Они сосредоточились на одноточечной мутации в белке коллагена, известном как COL8A2, или альфа-2 цепи коллагена VIII типа.


«Ранее было продемонстрировано, что если вы отключите этот ген (COL8A2), с роговицей все в порядке», - сказал Амбати. «Именно эта мутантная форма этого белка вызывает проблему».


Исследователи стремились проверить, может ли нокдаун белка предложить новую терапевтическую стратегию для этого заболевания. Они обратились к редактированию гена CRISPR-Cas9 для нацеливания на патогенный белок у взрослых мутантных мышей, но столкнулись с проблемой использования этой технологии на постмитотических клетках.


«В постмитотической клетке очень сложно или невозможно вызвать гомологичную рекомбинацию. Поэтому мы должны думать о других способах достижения нашей цели». сказал Хиронори Уэхара, исследователь лаборатории Амбати и ведущий автор статьи.


Уэхара разработал инновационный способ блокирования экспрессии гена COL8A2 путем нацеливания на его стартовый кодон. Стартовый кодон - это сайт инициации синтеза белка. Нарушение стартового кодона может привести к прекращению экспрессии белка. Нацеливание на другие сайты также может остановить экспрессию белка за счет сдвига рамки считывания, но оно может вызвать экспрессию другого нежелательного белка. Чем дальше один нацелен ниже стартового кодона, тем выше риск миссенс-мутаций, которые приводят к появлению жизнеспособных мутантных белков с неизвестной активностью.


«Мы определили, что можем нарушить старт-кодон и тем самым избирательно подавить экспрессию этого белка , доставляя генную терапию только на роговицу», - сказал Амбати.


Исследовательская группа провела лечение с помощью аденовируса, кодирующего SpCas9, и направляющей РНК путем инъекции в переднюю камеру глаза мыши, которая непосредственно обращена к эндотелиальным клеткам роговицы. В исследованиях, посвященных безопасности лечения, они определили, что генная терапия не повлияла на окружающие ткани. Они изучили другие гены, не являющиеся мишенями, чтобы убедиться, что они не пострадали, и определили, что максимально переносимая доза безопасна для сетчатки, радужной оболочки и других частей глаза.


Исследовательская группа показала, что они могут не только сохранить плотность и структуру эндотелиальных клеток роговицы, но и спасти их функцию. Во время функциональных тестов на спасение, в ходе которых был вызван отек, они сделали несколько неожиданных вторичных открытий относительно роговицы. Обработка роговицы водой не вызвала отека, как ожидали исследователи. Вместо этого они определили, что отек был вызван попаданием водянистой влаги в роговицу через эндотелий роговицы (задняя сторона роговицы), и, следовательно, воздействие гиперосмолярного раствора на поверхность роговицы после удаления эпителия привело к наибольшему отеку роговицы. .


Исследовательская группа использовала мышей, выведенных доктором Альбертом Джуном из Глазного института Уилмера при Университете Джона Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд, с мутацией, идентичной той, которая вызывает дистрофию Фукса у людей. Джун был соавтором статьи.


Исследование закладывает основу для будущих исследований по изучению жизнеспособности использования нокдауна гена COL8A2 в качестве терапевтического средства при дистрофии Фукса у животных, нечеловеческих приматов и, в конечном итоге, в клинических испытаниях с участием людей. По словам Амбати, сокращение потребности в трансплантации роговицы для пациентов с дистрофией Фукса может косвенно помочь другим пациентам, нуждающимся в тканях роговицы. В будущих исследованиях можно также изучить влияние опосредованного Cas9 нокдауна гена на другие генетические нарушения в постмитотических клетках с одноточечной мутацией, включая неврологические заболевания, иммунные заболевания и определенные нарушения, влияющие на суставы.


«Это потенциально расширяет терапевтический пул мишеней для системы CRISPR-Cas на ткани, которые не способны к делению клеток», - сказал Амбати.

Оставьте комментарии и отзывы!

Используйте нормальные имена. Ваш комментарий будет опубликован после проверки.

(обязательно)