Podejście przyjęte przez zespół badawczy Uniwersytetu w Trydencie (Włochy), kierowany przez Annę Cereseto, otwiera nowe perspektywy w leczeniu mukowiscydozy, choroby genetycznej, na którą obecnie nie ma lekarstwa.
Prace badawcze zostały przeprowadzone we współpracy z KU Leuven w Belgii.
Zespół badawczy UniTrento i KU Leuven zaadaptował system Crispr-Cas, tzw. nożyce molekularne rewolucjonizujące biomedycynę od kilku lat, aby trwale wyedytować dwie mutacje powodujące mukowiscydozę. Zastosowana technika nosi nazwę „SpliceFix”, ponieważ naprawia gen i jednocześnie przywraca mechanizm produkcji białka CFTR.
Giulia Maule, doktorantka nauk biomolekularnych, uczesticząca w projekcie wyjaśnia: „Opracowaliśmy strategię edycji genomu opartą na Crispr-Cas, aby trwale usunąć dwie różne mutacje (CFTR), które powodują chorobę. Crispr-Cas działa jak genomowy skalpel do wycinania zmutowanych elementów i to z niezwykłą dokładnością. Wykazaliśmy, że nasza strategia naprawy działa na organoidach pochodzące od pacjenta i z dużą dokładnością: celuje tylko w zmutowane sekwencje, pozostawiając “zdrowe” DNA nietknięte”.
„Zamiast modeli zwierzęcych zastosowaliśmy organoidy wyhodowane z komórek pacjentów z mukowiscydozą, co pozwoliło nam zweryfikować skuteczność strategii molekularnej na ludzkich komórkach”.
W badaniach wykorzystano nukleazę AsCas12a z pojedynczym RNA CRISPR (crRNA), aby naprawić defekty składania białka CFTR – mutacje 3272–26A> G i 3849 + 10kbC> T w różnych typach komórek, w tym w pierwotnych komórkach nabłonkowych dróg oddechowych od pacjentów z mukowiscydozą i w organoidach jelitowych.
Pierwotne komórki nabłonkowe dróg oddechowych (oskrzelowe) uzyskano od pacjentów z mutacjami: 3272-26A> G / delta F508 oraz 3849 + 10Kb C > T / delta F508. Organoidy jelitowe wyhodowano z komórek pobranych podczas biopsji odbytnicy pacjentów z mutacjami: 3272-26A> G / 4218insT oraz 3849 + 10Kb C > T / delta F508.
____
Kiedy skuteczna terapia u ludzi?
Kiedy metoda miałaby zastosowanie u pacjentów z mukowiscydozą? Na ten moment ciężko ocenić. Skuteczność oraz bezpieczeństwo metody musi zostać potwierdzona w kolejnych badaniach. Metoda musi przejść przedkliniczną fazą badań, nie tylko na organoidach. Jeśli wyniki będą zadowalające metodę będzie można sprawdzić na zwierzętach doświadczalnych. Dopiero po tej fazie można przejść do badań klinicznych z udziałem pacjentów z mukowiscydozą.
____
Czym są organoidy?
Organoidy można uzyskiwać z różnych narządów, takich jak żołądek, jelito cienkie lub grube. W przypadku pacjentów z mukowiscydozą używa się komórek pobranych z jelita grubego podczas bezbolesnej biopsji odbytu. Organoidy naśladują cechy pełnych narządów, ale nie działają w ten sam sposób. Nie przypominają też dużych organów w ciele pacjenta. Ale przypominają one dojrzały nabłonek tkanki, z której zostały utworzone. Pozwalają zbadać działanie leków i wpływ na wytwarzanie białek CFTR i funkcjonowanie kanałów chlorkowych. Ich niewątpliwą zaletą jest możliwość długiego przechowywania i namnażania kolejnych partii komórek w dogodnym czasie.
Zespół naukowców. Fot. dzięki uprzejmości Alessio Coser z UniTrento.
