Gen guma Nový prístup k liečbe chronických chorôb Internisti na internete
Vedci z Göttingenu vyvinuli nový proces genetického inžinierstva, pomocou ktorého je možné vymazať epigenetické zmeny pri chronických ochoreniach.
Problémy s dýchaním, únava a zadržiavanie vody sú typickými znakmi chronického srdcového zlyhania alebo zlyhania obličiek. Príznaky často zostávajú nepovšimnuté alebo sú vnímané ako súvisiace s vekom, pretože zhoršenie výkonnosti orgánov postupuje pomaly. Príčinou postupného zlyhávania orgánov pri chronických ochoreniach sú takzvané „epigenetické modifikácie“, ide o následné zmeny v základných stavebných jednotkách genetického materiálu bunky: Niektoré génové segmenty sa stanú nepoužiteľnými chemickými zmenami, ako je chemická väzba metylových skupín (metylácia DNA).
Vedcom v srdcovom centre Univerzitného lekárskeho centra v Göttingene (UMG) sa teraz podarilo zámerne zvrátiť epigenetickú modifikáciu spôsobujúcu ochorenie na zvieracom modeli (pozri (pozri Nature Communications, zverejnená online 29. augusta 2018). Projektová skupina „Metabolizmus fosfátov sprostredkovaný ENPP3 pri srdcovej fibróze“ pod vedením Prof. Dr. Michael Zeisberg, klinika pre nefrológiu a reumatológiu na UMG, použil pre svoju sériu experimentov takzvané „génové nožnice“ Technológia CRISPR/Cas9 okolo. „Namiesto prelomenia DNA sa teraz môže upravená technológia použiť na čistenie segmentu génu ako guma,“ uvádza prof. Dr. Michal Zeisberg. Touto terapiou je možné korigovať špecifické metylácie DNA aj vo fibroblastoch, ktoré sú zodpovedné za priebeh ochorenia a ktoré sa nachádzajú v spojivovom tkanive. Pretože fibroblasty uvoľňujú epigeneticky modifikovanú DNA, možno v krvi zistiť dokonca aj epigenetické modifikácie, ktoré spôsobujú ochorenie. Epigenetické modifikácie, ktoré spôsobujú ochorenie obličiek alebo srdca, je možné identifikovať jednoduchým krvným testom a potom korigovať pomocou terapie šitej na mieru. Táto metóda predstavuje nový prístup k individuálnej liečbe srdcového zlyhania a chronického zlyhania obličiek.
„Výsledky tejto štúdie dávajú nádej, že v budúcnosti budeme mať inú, efektívnu metódu na liečbu napríklad srdcovej nedostatočnosti. Táto metóda otvára široké spektrum možných použití na reguláciu aktivity jednotlivých génov bez nutnosti zmeny skutočnej genetickej sekvencie, “hovorí Prof. Dr. Gerd Hasenfuß, predseda srdcového centra.
The Metóda CRISPR/Cas (CRISPR z klastrovaných pravidelných medzipriestorových krátkych palindromických opakovaní, Cas zo spojenia s CRISPR) využíva princíp, ktorý pomáha baktériám zbaviť sa vírusových infekcií. Proteín Cas9, známy z baktérií, je zameraný na akékoľvek miesto DNA pomocou skonštruovanej sondy RNA a používa sa tam ako molekulárne „nožnice“: Cas9 v tomto bode prerezáva dvojreťazec DNA a umožňuje následné zmeny DNA.
"Pre naše účely sme upravili enzým Cas9 takým spôsobom, že stále dokáže viazať špecifické segmenty génu, ale už ich nie je schopný rozrezať." Namiesto toho bol teraz modifikovaný enzým Cas9 spojený s druhým enzýmom Tet3, ktorý vymaže epigenetickú modifikáciu, ktorá spôsobuje ochorenie, a obnoví normálny stav, “vysvetľuje profesor Zeisberg.
V štúdii sa po prvýkrát preukázala úspešná aplikácia tejto metódy na zvieracom modeli. Vedci dokázali, že cielená demetylácia jedného génu (napr. Rasal1) vo fibroblastoch obličiek je dostatočná na zmiernenie priebehu zlyhania obličiek. V súčasnosti prebiehajú ďalšie testy na zvýšenie kompaktnosti enzýmu a na jeho použitie v budúcnosti u pacientov.
Zdroj: University Medical Center Göttingen - Univerzita Georga Augusta