Gen eraser Нов подход за лечение на хронични заболявания Интернисти в мрежата
Изследователи в Гьотинген са разработили нов процес на генно инженерство, който може да се използва за заличаване на епигенетичните промени при хронични заболявания.
Затруднено дишане, умора и задържане на вода са типични признаци на хронична сърдечна недостатъчност или бъбречна недостатъчност. Симптомите често остават незабелязани или се възприемат като свързани с възрастта, тъй като влошаването на работата на органите напредва бавно. Причината за постепенното отказване на органите при хронични заболявания са така наречените "епигенетични модификации", това са последващи промени в основните градивни елементи на генетичния материал на клетката: Някои генни сегменти стават неизползваеми от химични промени, като химическо свързване на метилови групи (ДНК метилиране).
Изследователите от Сърдечния център на Университетския медицински център Гьотинген (UMG) сега са успели умишлено да обърнат причиняващата болестта епигенетична модификация в животински модел (вж. Nature Communications, публикувано онлайн на 29 август 2018 г.). Проектната група „ENPP3-медииран фосфатен метаболизъм при сърдечна фиброза“ с ръководител проф. Д-р. Майкъл Зейсбърг, Клиника по нефрология и ревматология в UMG, използва това, което е известно като „генни ножици“ за своите серии експерименти Технология CRISPR/Cas9 наоколо. „Вместо да пресича ДНК, модифицираната технология вече може да се използва за почистване на генен сегмент от модификацията, сякаш с гума“, съобщава проф. Д-р. Майкъл Цайсберг. С тази терапия могат да се коригират специфични метилирания на ДНК дори във фибробластите, които са отговорни за хода на заболяването и които се намират в съединителната тъкан. Тъй като фибробластите освобождават епигенетично модифицирана ДНК, епигенетичните модификации, които причиняват заболяване, могат дори да бъдат открити в кръвта. Епигенетичните модификации, които причиняват заболяване на бъбреците или на сърцето, могат потенциално да бъдат идентифицирани с обикновен кръвен тест и след това коригирани с персонализирана терапия. Този метод представлява нов подход към персонализираното лечение на сърдечна недостатъчност и хронична бъбречна недостатъчност.
„Резултатите от това проучване дават надежда, че в бъдеще ще намерим друг, ефективен метод за лечение на напр. сърдечната недостатъчност е налична. Този метод отваря широк спектър от възможни приложения за регулиране на активността на отделните гени, без да се налага да се променя действителната генетична последователност “, казва проф. Д-р. Герд Хасенфус, председател на сърдечния център.
The Метод CRISPR/Cas (CRISPR от клъстерирани редовни разпръснати къси палиндромни повторения, Cas от CRISPR-асоцииран) използва принцип, който помага на бактериите да се отърват от вирусни инфекции. Протеинът Cas9, познат от бактериите, е насочен специално към всяко място на ДНК с изградена РНК сонда и се използва там като молекулярни „ножици“: Cas9 пресича двойната верига на ДНК в този момент и прави възможни последващи промени в ДНК.
„За нашите цели сме модифицирали ензима Cas9 по такъв начин, че той все още да може да свързва специфични генни сегменти, но вече не е в състояние да ги реже. Вместо това модифицираният ензим Cas9 вече е свързан с втори ензим, Tet3, който изтрива епигенетичната модификация, която причинява заболяване и възстановява нормалното състояние “, обяснява професор Zeisberg.
В проучването за първи път може да се докаже успешното прилагане на този метод в животински модел. Изследователите успяха да покажат, че целенасоченото деметилиране на единичен ген (напр. Rasal1) в бъбречни фибробласти е достатъчно за облекчаване на хода на бъбречната недостатъчност. В момента се провеждат допълнителни опити, за да се направи ензимът по-компактен и да се даде възможност той да се използва при пациенти в бъдеще.
Източник: Университетски медицински център Гьотинген - Университет Георг-Август