Zgodnie z artykułem opublikowanym w czasopiśmie Nature Communications, po raz pierwszy biolodzy z USA użyli edytora genomowego CRISPR / Cas9 do naprawy DNA w komórkach siatkówki myszy i usunięcia genu związanego z rozwojem całkowitej ślepoty.
„Nasze wcześniejsze eksperymenty wykazały, że możemy uniknąć rozwoju ślepoty u takich zwierząt, jeśli usuniemy gen Nrl z komórek siatkówki, który powoduje, że pręciki zamieniają się w komórki o kształcie podobnym do czopków. To uchroni zarówno „dawne” wędki, jak i sąsiednie prawdziwe stożki przed zniszczeniem w przyszłości”- wyjaśnia Anand Swaroop z National Eye Institute w Bethesda w USA.
Oczy ludzi i wielu innych ssaków zawierają dwa rodzaje wrażliwych na światło komórek - czopki i pręciki. Szyszki pozwalają nam rozróżniać kolory, ale działają tylko przy dostatecznie wysokim świetle, a pręciki pozwalają nam zobaczyć sylwetki obiektów w słabym świetle gwiazd lub księżyca.
Jak mówi Svarup, pręciki oprócz pracy „noktowizyjnej” pełnią jeszcze jedną ważną rolę - wspierają i odżywiają resztę komórek siatkówki, a ich zniszczenie nieodwracalnie prowadzi do obumarcia czopków i całej siatkówki. Większość mutacji związanych z utratą wzroku zwykle dotyczy pręcików, a jeśli są obecne, osoba zwykle traci najpierw widzenie w nocy, a następnie zdolność widzenia świata w świetle dziennym.
Eksperymenty na embrionach, które Swarup i jego koledzy przeprowadzili w przeszłości, wykazały, że w rzeczywistości jeden gen, Nrl, kontroluje wzrost pręcików i czopków. Jeśli ten gen zostanie usunięty podczas tworzenia zarodka, pojawia się siatkówka, w której czopki nie giną pomimo braku pręcików.
Naukowcy postawili hipotezę, że usunięcie tego genu z komórek siatkówki u dorosłego zwierzęcia miałoby podobne konsekwencje. Kierując się tym pomysłem, biolodzy stworzyli retrowirusa w oparciu o popularny edytor genomowy CRISPR / Cas9, infekując tylko prątki i usuwając gen Nrl z ich DNA.
Biolodzy przetestowali działanie tej terapii genowej na trzech grupach myszy, których DNA zawierało różne mutacje prowadzące do zniszczenia pręcików i zwyrodnienia siatkówki. Jak wykazały te eksperymenty, usunięcie genu w rzeczywistości doprowadziło do przekształcenia pręcików w analogi czopków, a ta transformacja zatrzymała niszczenie siatkówki.
Ostatecznie myszy straciły zdolność widzenia w ciemności, ponieważ wszystkie ich pręty zostały wyłączone, ale nie straciły wzroku w ciągu dnia. Według biologów terapia genowa działała nawet w leczeniu oczu bardzo starszych myszy, chociaż była mniej skuteczna niż w przypadku infekcji siatkówki młodych osobników.
Film promocyjny:
Główną zaletą tej strategii walki ze ślepotą, jak zauważają naukowcy, jest to, że pozwala ona zatrzymać niszczenie siatkówki niezależnie od tego, który gen jest uszkodzony w pręcikach, ponieważ usunięcie Nrl „wyłącza” wszystkie te regiony DNA.
Badania kliniczne tej terapii genowej, pomimo jej obiecującego potencjału, mogą się wkrótce nie rozpocząć ze względu na dyskusje wokół CRISPR / Cas9. Bezpieczeństwo tego edytora genomowego do użytku medycznego nie zostało jeszcze potwierdzone w praktyce, a jego użycie do edycji embrionalnego DNA w Chinach wywołało ostrą debatę wśród naukowców w ciągu ostatnich kilku miesięcy.