Kajian menunjukkan janji untuk merawat penyakit genetik dalam mamalia semasa perkembangan janin dalam tiga bulan pertama kehamilan
A genetik gangguan ialah keadaan atau penyakit yang disebabkan oleh perubahan atau mutasi yang tidak normal dalam DNA seseorang dalam gen. kami DNA menyediakan kod yang diperlukan untuk membuat protein yang kemudiannya melaksanakan kebanyakan fungsi dalam badan kita. Walaupun satu bahagian DNA kita diubah dalam beberapa cara, protein yang dikaitkan dengannya tidak lagi dapat menjalankan fungsi normalnya. Bergantung pada di mana perubahan ini berlaku sama ada ia boleh memberi sedikit kesan atau tiada kesan atau ia mungkin mengubah sel-sel sehingga ia kemudiannya boleh menyebabkan genetik gangguan atau penyakit. Perubahan sedemikian disebabkan oleh kesilapan dalam replikasi DNA (penduaan) semasa pertumbuhan, atau faktor persekitaran, gaya hidup, merokok dan pendedahan kepada radiasi. Gangguan sebegini diturunkan kepada anak dan mula berlaku apabila bayi sedang berkembang dalam rahim ibu dan oleh itu dirujuk sebagai 'kecacatan lahir'.
Kecacatan kelahiran boleh menjadi kecil atau sangat teruk dan boleh menjejaskan penampilan, fungsi organ dan beberapa aspek perkembangan fizikal atau mental. Berjuta-juta kanak-kanak dilahirkan setiap tahun dengan serius genetik syarat. Kecacatan ini boleh dikesan semasa kehamilan kerana ia terbukti dalam tempoh tiga bulan pertama kehamilan apabila organ masih terbentuk. Teknik yang dipanggil amniosentesis tersedia untuk mengesan genetik keabnormalan pada janin dengan menguji cecair amniotik yang diekstrak dari rahim. Walau bagaimanapun, walaupun dengan amniosentesis, merawatnya tidak mungkin kerana tiada pilihan tersedia untuk membuat sebarang pembetulan sebelum kelahiran bayi. Sesetengah kecacatan adalah tidak berbahaya dan tidak memerlukan campur tangan tetapi sesetengah yang lain boleh menjadi serius dan mungkin memerlukan rawatan jangka panjang atau bahkan membawa maut kepada bayi. Sesetengah kecacatan boleh dibetulkan sejurus selepas kelahiran bayi – contohnya dalam masa seminggu – tetapi kebanyakannya sudah terlambat untuk rawatan.
Pengawetan genetik keadaan bayi dalam kandungan
Buat pertama kalinya teknik penyuntingan gen revolusioner telah digunakan untuk menyembuhkan 'genetik gangguan' pada tikus semasa perkembangan janin dalam rahim dalam kajian oleh penyelidik di Carnegie Mellon University dan Yale University. Adalah diketahui bahawa semasa perkembangan awal dalam embrio (semasa tiga bulan pertama kehamilan) terdapat banyak sel stem (jenis sel yang tidak dibezakan yang boleh menjadi apa-apa jenis sel apabila matang) yang membahagi pada kadar yang cepat. Ini adalah titik masa yang berkaitan di mana a genetik mutasi jika diperbetulkan akan mengurangkan kesan mutasi terhadap perkembangan embrio-ke-janin. Ada kemungkinan yang teruk genetik keadaan malah boleh diubati dan bayi dilahirkan tanpa kecacatan kelahiran yang tidak diingini.
Dalam kajian ini diterbitkan dalam Alam Komunikasi penyelidik telah menggunakan teknik penyuntingan gen berasaskan asid nukleik peptida. Teknik ini telah digunakan sebelum ini untuk merawat talasemia beta – a genetik gangguan darah di mana hemoglobin (HB) yang dihasilkan dalam darah berkurangan dengan ketara yang kemudiannya menjejaskan bekalan oksigen normal ke pelbagai bahagian badan yang membawa kepada akibat abnormal yang teruk. Dalam teknik ini, molekul sintetik unik yang dipanggil asid nukleik peptida (PNA) (diperbuat daripada gabungan tulang belakang protein sintetik dengan DNA dan RNA) telah dicipta. Nanopartikel kemudiannya digunakan untuk mengangkut molekul PNA ini bersama-sama dengan DNA penderma "sihat dan normal" ke lokasi genetik mutasi. Kompleks PNA dan DNA mengenal pasti mutasi yang ditetapkan di tapak, molekul PNA kemudian mengikat dan membuka zip heliks berganda DNA bermutasi atau rosak. Akhir sekali, DNA penderma mengikat dengan DNA bermutasi dan mengautomasikan mekanisme untuk membetulkan ralat DNA. Kepentingan utama kajian ini adalah bahawa ia dilakukan dalam janin, oleh itu penyelidik terpaksa menggunakan kaedah yang serupa dengan amniosentesis di mana mereka memasukkan kompleks PNA ke dalam kantung amniotik (cecair ketuban) tikus hamil yang janinnya membawa gen mutasi yang menyebabkan talasemia beta. Selepas satu suntikan PNA, 6 peratus mutasi telah diperbetulkan. Tikus-tikus ini menunjukkan peningkatan simptom penyakit iaitu paras hemoglobin berada dalam julat normal yang boleh ditafsirkan sebagai tikus 'sembuh' daripada keadaan tersebut. Mereka juga menunjukkan peningkatan kadar kelangsungan hidup. Suntikan ini berada dalam julat yang sangat terhad tetapi penyelidik berharap bahawa kadar kejayaan yang lebih tinggi boleh dicapai jika suntikan dilakukan beberapa kali.
Kajian ini adalah relevan kerana tiada sasaran luar dicatatkan dan hanya DNA yang dikehendaki telah diperbetulkan. Teknik penyuntingan gen seperti CRISPR/Cas9 walaupun lebih mudah digunakan untuk tujuan penyelidikan, ia masih menjadi kontroversi kerana ia memotong DNA dan melakukan ralat di luar tapak kerana ia juga merosakkan DNA biasa di luar sasaran. Kerana batasan ini, mereka tidak sesuai untuk mereka bentuk terapi. Memandangkan faktor ini, kaedah yang ditunjukkan dalam kajian semasa hanya mengikat DNA sasaran dan membaikinya serta menunjukkan tiada ralat di luar tapak. Kualiti yang disasarkan ini menjadikannya sesuai untuk terapeutik. Kaedah sedemikian dalam reka bentuk semasanya juga berpotensi digunakan untuk 'menyembuhkan' keadaan lain pada masa hadapan.
***
{Anda boleh membaca kertas penyelidikan asal dengan mengklik pautan DOI yang diberikan di bawah dalam senarai sumber yang dipetik}
Sumber (s)
Ricciardi AS et al. 2018. Penghantaran nanopartikel dalam utero untuk penyuntingan genom khusus tapak. Alam Komunikasi. https://doi.org/10.1038/s41467-018-04894-2
***
