Νέες τεχνικές «χειρουργικής» επεξεργασίας του DNA και του RNA ανοίγουν το δρόμο στη θεραπεία γενετικών ασθενειών
Τech & Science

Νέες τεχνικές «χειρουργικής» επεξεργασίας του DNA και του RNA ανοίγουν το δρόμο στη θεραπεία γενετικών ασθενειών

Επιστήμονες ανακοίνωσαν ότι ανέπτυξαν ένα βελτιωμένο «εργαλείο» επεξεργασίας του γονιδιώματος

Επιστήμονες στις ΗΠΑ ανακοίνωσαν ότι ανέπτυξαν ένα βελτιωμένο «εργαλείο» επεξεργασίας του γονιδιώματος, που επιτρέπει την επιλεκτική και άμεση τροποποίηση και επιδιόρθωση μεμονωμένων «γραμμάτων» (βάσεων) στο ανθρώπινο DNA. Κάτι ανάλογο πέτυχε μια άλλη επιστημονική ομάδα με το συγγενικό και επίσης ζωτικό μόριο του RNA, χωρίς να απαιτείται έτσι επέμβαση στο γονιδίωμα.


Τα μεμονωμένα γενετικά ελαττώματα ευθύνονται περίπου για τις μισές μεταλλάξεις που σχετίζονται με ασθένειες, από την εκ γενετής τύφλωση και τη δρεπανοκυτταρική αναιμία ως την κυστική ίνωση και διάφορες μεταβολικές διαταραχές. Ο νέος «επεξεργαστής βάσεων» (base editor) αναμένεται να διευκολύνει τις θεραπευτικές «χειρουργικές» παρεμβάσεις στο γονιδίωμα των ασθενών.


Η μέθοδος βασίζεται σε μοριακές «μηχανές» πρωτεϊνών (ένζυμα), που είναι δυνατό να προγραμματισθούν κατάλληλα, ώστε να αναδιατάξουν τα άτομα μιας βάσης DNA, δημιουργώντας έτσι μια διαφορετική βάση μέσα στο γονιδίωμα των ζωντανών κυττάρων. Με αυτό τον τρόπο, μπορούν να αντικατασταθούν ξεχωριστά και επιλεκτικά και οι τέσσερις βάσεις του DNA, χωρίς να προξενηθεί ζημιά στο «μόριο της ζωής».


Η διπλή έλικα του DNA αποτελείται από τέσσερις αζωτούχες χημικές βάσεις ή «γράμματα»: την αδενίνη (A), τη γουανίνη (G), την κυτοσίνη (C) και τη θυμίνη (Τ). Μέχρι τώρα οι επιστήμονες ήσαν ικανοί να μετατρέπουν τα ζεύγη βάσεων G-C σε Τ-Α.


Με τη νέα μέθοδο, που έχει την ονομασία "Adenine Base Editor" (ABE), είναι δυνατό να μετατραπούν επίσης τα ζεύγη Α-Τ σε G-C. Σχεδόν οι μισές από τις συνολικά περίπου 32.000 παθογόνες μεταλλάξεις σε κάποια βάση ή σε ζεύγος βάσεων αφορούν την μετατροπή ενός ζεύγους G-C σε Α-Τ. Η νέα τεχνική προσφέρει τη δυνατότητα να διορθωθεί το πρόβλημα, με την επαναφορά του ζεύγους A-T σε G-C.


Με οδηγό ένα μόριο RNA και με τη βοήθεια μιας τροποποιημένης τεχνικής CRISPR-Cas9, η νέα μέθοδος αρχικά αναδιατάσσει τα άτομα στη βάση αδενίνη (Α), ώστε αυτή να μετατραπεί σε γουανίνη (G). Στη συνέχεια, τα κύτταρα καθοδηγούνται να ολοκληρώσουν και να μονιμοποιήσουν την αλλαγή, ώστε όλο το ζεύγος Α-Τ να γίνει G-C.


To νέο γενετικό εργαλείο είναι πιο ακριβές από την τεχνική CRISPR. Όπως είπαν οι ερευνητές, «το CRISPR είναι σαν ψαλίδι, αλλά οι επεξεργαστές βάσεων μοιάζουν με μολύβια».


Τα πειράματα έδειξαν ότι το νέο γενετικό εργαλείο δουλεύει τόσο σε κύτταρα βακτηρίων όσο και ανθρώπων. Στα ανθρώπινα κύτταρα μέχρι στιγμής η αποτελεσματικότητά του είναι της τάξης του 50%, δηλαδή μπορεί να διορθώσει την μετάλλαξη στις μισές περίπου περιπτώσεις. Το ποσοστό αυτό είναι υψηλότερο από άλλες μεθόδους επεξεργασίας των βάσεων του γονιδιώματος που υπάρχουν σήμερα, ενώ η νέα τεχνική δεν φαίνεται να έχει σχεδόν καθόλου ανεπιθύμητες παρενέργειες (π.χ. τυχαίες διαγραφές ή προσθήκες στο DNA).


Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ και του κοινού με το ΜΙΤ Ινστιτούτου Broad, με επικεφαλής τον καθηγητή χημείας και μοριακής βιολογίας Ντέηβιντ Λίου, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Nature", χρησιμοποίησαν τη νέα τεχνική για να θεραπεύσουν μια κληρονομική πάθηση που οδηγεί σε επικίνδυνη αύξηση των επιπέδου σιδήρου στο αίμα.


Δήλωσαν πάντως ότι θα χρειασθούν περαιτέρω έλεγχοι για την ασφάλεια και αποτελεσματικότητα της νέας τεχνικής, προτού αξιοποιηθεί κλινικά για τη θεραπεία γενετικών παθήσεων.


Τροποποίηση του RNA


Σε μια συναφή εξέλιξη, επιστήμονες στις ΗΠΑ τροποποίησαν την ισχυρή τεχνική γενετικής επεξεργασίας CRISPR, ώστε να είναι η εφικτή πλέον η τροποποίηση όχι μόνο του DNA αλλά και του «ξαδέρφου» του, του μορίου RNA, του «αγγελιαφόρου της ζωής», το οποίο μεταφέρει τις εντολές των γονιδίων για τη δημιουργία των πρωτεϊνών.


Η τροποποίηση του RNA αντί του DNA, η οποία επιτρέπει να γίνονται μεταβολές στα προϊόντα των γονιδίων, χωρίς να αλλάζουν τα ίδια τα γονίδια, δίνει σημαντικά πλεονεκτήματα και πρόσθετες δυνατότητες για την θεραπεία των γενετικών παθήσεων, μέσω επέμβασης σε μεταλλάξεις που προκαλούνται στο επίπεδο του RNA.


Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον μοριακό βιολόγο Φανγκ Ζενγκ του Ινστιτούτου Broad των πανεπιστημίων Χάρβαρντ και ΜΙΤ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Science", χρησιμοποίησαν τη νέα τεχνική για να θεραπεύσουν μια κληρονομική μορφή αναιμίας στα ανθρώπινα κύτταρα.


Οι επιστήμονες ανέφεραν ότι η μέθοδός τους με την ονομασία REPAIR (RNA Editing for Programmable A to I Replacement), που τροποποιεί επιμέρους «γράμματα» του RNA, έχει αποτελεσματικότητα της τάξης του 20% έως 40%, αλλά σε μερικές περιπτώσεις αγγίζει και το 90%.

 

Πηγή: ΑΠΕ- ΜΠΕ

Τech & Science

ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ

Βιοαισθητήρας ανιχνεύει τον κορωνοϊό μέσα σε 3' - Από το Γεωπονικό Πανεπιστήμιο

Τech & Science Βιοαισθητήρας ανιχνεύει τον κορωνοϊό μέσα σε 3' - Από το Γεωπονικό Πανεπιστήμιο

1.6.2020
Human Kind: Τα έργα τέχνης που ταξίδεψαν με τον πύραυλο του Έλον Μασκ στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό

Τech & Science Human Kind: Τα έργα τέχνης που ταξίδεψαν με τον πύραυλο του Έλον Μασκ στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό

1.6.2020
Eφαρμογή για Android από την Ινδία «επιτίθεται» σε όλα τα κινεζικά Apps

Τech & Science Eφαρμογή για Android από την Ινδία «επιτίθεται» σε όλα τα κινεζικά Apps

31.5.2020
Ιστορικό ταξίδι της SpaceX: Οι αστροναύτες της NASA έφτασαν στον ISS

Τech & Science Ιστορικό ταξίδι της SpaceX: Οι αστροναύτες της NASA έφτασαν στον ISS

31.5.2020
Lift off! Οι αστροναύτες της NASA ξεκίνησαν το ιστορικό ταξίδι τους με τη διαστημική κάψουλα της Space X

Τech & Science Lift off! Οι αστροναύτες της NASA ξεκίνησαν το ιστορικό ταξίδι τους με τη διαστημική κάψουλα της Space X

30.5.2020
Live - NASA: Η δεύτερη προσπάθεια για την ιστορική εκτόξευση με την Space X του Έλον Μασκ

Τech & Science Live - NASA: Η δεύτερη προσπάθεια για την ιστορική εκτόξευση με την Space X του Έλον Μασκ

30.5.2020
Κορωνοϊός: Κινεζικό εμβόλιο πιθανότατα έτοιμο έως το τέλος του 2020 - Δοκιμές σε 2.000 ανθρώπους

Τech & Science Κορωνοϊός: Κινεζικό εμβόλιο πιθανότατα έτοιμο έως το τέλος του 2020 - Δοκιμές σε 2.000 ανθρώπους

30.5.2020
Η Microsoft θα αντικαταστήσει δημοσιογράφους με ρομπότ

Τech & Science Η Microsoft θα αντικαταστήσει δημοσιογράφους με ρομπότ

30.5.2020
Το iPhone 11 είναι και επίσημα το πιο δημοφιλές smartphone στον κόσμο

Τech & Science Το iPhone 11 είναι και επίσημα το πιο δημοφιλές smartphone στον κόσμο

30.5.2020
Το διαστημικό σκάφος Solar Orbiter θα περάσει μέσα από τις ουρές του κομήτη Atlas

Τech & Science Το διαστημικό σκάφος Solar Orbiter θα περάσει μέσα από τις ουρές του κομήτη Atlas

30.5.2020
Πρέπει να είστε μέλος για να αναρτήσετε σχόλια