Studie zeigt vielversprechende Möglichkeiten zur Behandlung genetischer Erkrankungen bei einem Säugetier während der fetalen Entwicklung in den ersten drei Monaten einer Schwangerschaft
A genetisch Störung ist ein Zustand oder eine Krankheit, die durch abnormale Veränderungen oder Mutationen in der DNA einer Person im Gen verursacht wird. Unsere DNA stellt den erforderlichen Code zur Herstellung von Proteinen bereit, die dann die meisten Funktionen in unserem Körper erfüllen. Selbst wenn ein Abschnitt unserer DNA auf irgendeine Weise verändert wird, kann das damit verbundene Protein seine normale Funktion nicht mehr erfüllen. Abhängig davon, wo diese Veränderung stattfindet, kann sie entweder nur geringe oder gar keine Auswirkungen haben oder die Zellen so stark verändern, dass es dann zu einer Erkrankung kommen kann genetisch Störung oder Krankheit. Solche Veränderungen werden durch Fehler bei der DNA-Replikation (Duplikation) während des Wachstums oder durch Umweltfaktoren, Lebensstil, Rauchen und Strahlenbelastung verursacht. Solche Störungen werden an die Nachkommen weitergegeben und treten auf, wenn sich das Baby in der Gebärmutter der Mutter entwickelt. Daher werden sie als „Geburtsfehler“ bezeichnet.
Geburtsfehler können geringfügig oder extrem schwerwiegend sein und das Aussehen, die Funktion eines Organs und einige Aspekte der körperlichen oder geistigen Entwicklung beeinträchtigen. Jährlich werden Millionen Kinder mit schweren Erkrankungen geboren genetisch Bedingungen. Diese Defekte können bereits während der Schwangerschaft festgestellt werden, da sie bereits in den ersten drei Schwangerschaftsmonaten auftreten, wenn sich die Organe noch in der Bildung befinden. Zur Erkennung steht eine Technik namens Amniozentese zur Verfügung genetisch Anomalien beim Fötus durch Testen des aus der Gebärmutter entnommenen Fruchtwassers. Allerdings ist eine Behandlung auch mit der Amniozentese nicht möglich, da es keine Möglichkeit gibt, vor der Geburt des Kindes Korrekturen vorzunehmen. Einige der Defekte sind harmlos und erfordern keinen Eingriff, andere können jedoch schwerwiegender Natur sein und eine langfristige Behandlung erfordern oder sogar tödlich für das Kind enden. Manche Mängel lassen sich bereits kurz nach der Geburt des Babys beheben – beispielsweise innerhalb einer Woche –, meist ist es jedoch zu spät für eine Behandlung.
Pökeln genetisch Zustand bei einem ungeborenen Kind
Zum ersten Mal wurde die revolutionäre Gen-Editing-Technik zur Heilung einer Krankheit eingesetzt.genetisch Störung“ bei Mäusen während der fötalen Entwicklung in der Gebärmutter in einer Studie von Forschern der Carnegie Mellon University und der Yale University. Es ist allgemein bekannt, dass es während der frühen Entwicklung des Embryos (in den ersten drei Monaten einer Schwangerschaft) viele Stammzellen (einen undifferenzierten Zelltyp, der sich bei der Reifung zu jedem Zelltyp entwickeln kann) gibt, die sich schnell teilen. Dies ist der relevante Zeitpunkt, an dem a genetisch Eine Korrektur der Mutation würde die Auswirkungen der Mutation auf die Entwicklung vom Embryo zum Fötus verringern. Es besteht die Möglichkeit, dass ein schwerwiegender genetisch Der Zustand könnte sogar geheilt werden und das Baby kommt ohne die unbeabsichtigten Geburtsfehler zur Welt.
In dieser Studie veröffentlicht in Nature Communications veröffentlicht Forscher haben eine auf Peptid-Nukleinsäuren basierende Genbearbeitungstechnik verwendet. Diese Technik wurde bereits früher zur Behandlung von Beta-Thalassämie eingesetzt – a genetisch Blutkrankheit, bei der das im Blut produzierte Hämoglobin (HB) erheblich reduziert wird, was dann die normale Sauerstoffversorgung verschiedener Teile des Körpers beeinträchtigt und schwerwiegende abnormale Folgen hat. Bei dieser Technik wurden einzigartige synthetische Moleküle namens Peptidnukleinsäuren (PNAs) (bestehend aus einer Kombination von synthetischem Proteinrückgrat mit DNA und RNA) geschaffen. Ein Nanopartikel wurde dann verwendet, um diese PNA-Moleküle zusammen mit „gesunder und normaler“ Spender-DNA zum Ort eines zu transportieren genetisch Mutation. Der Komplex aus PNA und DNA identifiziert die bezeichnete Mutation an einer Stelle, das PNA-Molekül bindet dann die Doppelhelix der mutierten oder fehlerhaften DNA und öffnet sie. Schließlich bindet die Spender-DNA an die mutierte DNA und automatisiert einen Mechanismus zur Korrektur des DNA-Fehlers. Die Hauptbedeutung dieser Studie besteht darin, dass sie an einem Fötus durchgeführt wurde. Daher mussten die Forscher eine der Amniozentese analoge Methode anwenden, bei der sie den PNA-Komplex in die Fruchtblase (Fruchtwasser) schwangerer Mäuse einführten, deren Föten das trugen Gen Mutation, die Beta-Thalassämie verursacht. Nach einer Injektion von PNA wurden 6 Prozent der Mutationen korrigiert. Diese Mäuse zeigten eine Verbesserung der Krankheitssymptome, dh die Hämoglobinwerte waren im normalen Bereich, was als "geheilt" der Mäuse interpretiert werden konnte. Sie zeigten auch eine erhöhte Überlebensrate. Diese Injektion war in einem sehr begrenzten Bereich, aber die Forscher hoffen, dass noch höhere Erfolgsraten erzielt werden können, wenn die Injektionen mehrmals durchgeführt werden.
Die Studie ist relevant, da keine Off-Targets festgestellt wurden und nur die gewünschte DNA korrigiert wurde. Gen-Editing-Techniken wie CRISPR/Cas9 sind zwar für Forschungszwecke einfacher zu verwenden, es ist jedoch immer noch umstritten, da sie die DNA schneidet und Off-Site-Fehler ausführt, da sie auch eine normale DNA außerhalb des Targets schädigen. Aufgrund dieser Einschränkung sind sie nicht ideal für die Gestaltung von Therapien geeignet. Unter Berücksichtigung dieses Faktors bindet die in der aktuellen Studie gezeigte Methode nur an die Ziel-DNA und repariert sie und zeigt keine Offsite-Fehler. Diese gezielte Qualität macht es ideal für Therapeutika. Eine solche Methode könnte in ihrem gegenwärtigen Design möglicherweise auch verwendet werden, um in Zukunft andere Krankheiten zu „heilen“.
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{Sie können das ursprüngliche Forschungspapier lesen, indem Sie auf den unten angegebenen DOI-Link in der Liste der zitierten Quellen klicken}
Quelle (n)
RicciardiAS et al. 2018. In-utero-Nanopartikel-Abgabe für die ortsspezifische Genom-Editierung. Nature Communications veröffentlicht . https://doi.org/10.1038/s41467-018-04894-2
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