Znaleziono sposób na pokonanie nieuleczalnej atrofii mięśni

Naukowcy z University of Washington byli w stanie wyleczyć myszy z ciężkiej choroby dziedzicznej, prowadzącej do dystrofii mięśniowej. W tym celu wykorzystali technologię CRISPR/Cas9. Artykuł biologów został opublikowany w czasopiśmie „Nature Communications”.

Dystrofia mięśniowa Duchenne’a jest chorobą genetyczną spowodowaną mutacją genu DMD, kodującego białko dystrofiny zlokalizowane na chromosomie X. Kobiety chorują na to tylko wtedy, gdy oba ich chromosomy X mają zmutowany allel. Jeśli człowiek ma uszkodzony gen, to z powodu braku drugiego chromosomu X, który mógłby zrekompensować mutację, nieuchronnie zachoruje na dystrofię. Ostatecznie, z powodu dysfunkcji mięśni, pacjenci tracą zdolność poruszania się.

W swoich badaniach naukowcy skupili się na mutacjach nonsensownych w 53. eksonie (regionie kodującym genu) DMD. Gdy mutacja nonsens w genie tworzy część sekwencji, przedwcześnie zatrzymuje syntezę białka. 53. egzon jest rodzajem plamki, w której występuje około 60% defektów, co prowadzi do rozwoju dystrofii mięśniowej. Mutacja nonsensowna – jest to mutacja punktowa w sekwencji DNA, tworzy kodon stop w transkrybowanym mRNA, tłumaczonym w efekcie na krótsze białko o prawdopodobnie zaburzonej funkcji.

Aby przywrócić funkcję genu, eksperci postanowili wyciąć ekson z mutacją nonsensowną. W tym celu biolodzy wykorzystali technologię CRISPR/Cas9. Jest to system edycji genów składający się z „nożyczek” Cas9 i ich cząsteczki sgRNA, która wskazuje miejsce, w którym Cas9 powinien wyciąć gen.

W celu dostarczenia DNA do komórek mięśniowych gryzoni z mutacją nonsensowną w eksonie 53, naukowcy wykorzystali wektory utworzone na podstawie wirusów związanych z adenowirusem (AAV). Wektor w tym przypadku jest otoczką wirusową, w której znajduje się kwas nukleinowy. On, podobnie jak czynnik zakaźny, przenika do komórki i wprowadza zawarte w nim DNA do genomu. Ze względu na to, że tylko niewielki fragment DNA może zostać wstawiony do wektora AAV, naukowcy zastosowali dwa wirusowe „pakiety dostarczania”. Jeden zawierał gen kodujący białko Cas9, drugi dwa sgRNA nakierowane na dwa różne regiony DMD.

Cas9 wyciął 45-tysięczny, nukleotydowy fragment DNA z genu zawierającego mutację. Następnie, DMD zaczął kodować dystrofinę, pozbawioną 110 aminokwasów, ale oczyszczony obszar nie odgrywał istotnej roli. W rezultacie, mięśnie zwierząt zaczęły odzyskiwać swoje podstawowe funkcje.