Indiana ülikooli teadlased ning kolleegid Stanfordi ja Texase ülikoolist on näidanud meetodit spermat tootvate täiskasvanud tüvirakkude genoomi "redigeerimiseks", millel on võimas potentsiaal alusuuringuteks ja geeniteraapiaks.
Teadlased viisid lõpule kontseptsiooni tõestamise katse, mille käigus nad lõid hiirerakkudes mutantse geeni DNA ahelates katkestuse, seejärel parandasid DNA protsessi, mida nimetatakse homoloogseks rekombinatsiooniks, asendades vigased segmendid õigete segmentidega..
Uuring hõlmas spermatogoonilisi tüvirakke, mis on sperma tootmise aluseks ja on ainsad täiskasvanud tüvirakud, mis annavad geneetilist teavet järgmisele põlvkonnale. Rakkude vigade parandamine võib seega takistada mutatsioonide ülekandumist tulevastele põlvkondadele.
"Näitasime viisi geneetilise materjali sisestamiseks spermatogonaalsetesse tüvirakkudesse, mis on oluliselt paranenud võrreldes sellega, mida varem demonstreeriti," ütles Christina Dann, IU Bloomingtoni keemiaosakonna dotsent ja raamatu kaasautor. õping. "See meetod parandab mutatsiooni, teoreetiliselt ei jäta genoomi muud jälge."
Aruanne "Genoomi redigeerimine hiire spermatogoonilistes tüvirakkudes/eellasrakkudes, kasutades konstrueeritud nukleaase" avaldati veebipõhises teadusajakirjas PLOS-ONE.
Peaautor Danielle Fanslow viis uurimistöö läbi RÜ teadurina ja on nüüd Northwesterni ülikooli doktorant. Täiendavad kaasautorid on Stanfordi meditsiinikoolist ja Texase ülikooli Southwesterni meditsiinikeskusest.
Uuringu väljakutseks oli asjaolu, et spermatogoonilisi tüvirakke, nagu paljusid täiskasvanud tüvirakke, on kurikuuls alt raske isoleerida, kultiveerida ja nendega töötada. Mitmel laboril kulus aastaid intensiivseid jõupingutusi, enne kui kümme aastat tagasi loodi tingimused rakkude säilitamiseks ja paljundamiseks.
RÜ uuringute puhul oli peamiseks takistuseks leida viis, kuidas teha mutantse hiire geeni spetsiifilisi ja sihipäraseid modifikatsioone ilma geneetilise materjali juhuslikust sissetoomisest põhjustatud haigusriskita. Teadlased kasutasid DNA-s kaheahelalise katkestuse tekitamiseks ja geeni parandamiseks spetsiaalselt loodud ensüüme, mida nimetatakse tsink-sõrme nukleaasideks ja transkriptsiooni aktivaatoritaolisteks efektornukleaasideks.
Tüvirakud, mida oli laboris modifitseeritud, siirdati seejärel steriilsete hiirte munanditesse. Siirdatud rakud kasvasid või koloniseerusid hiire munandites, mis näitab, et tüvirakud olid elujõulised. Kuid katsed hiiri aretada ei olnud edukad.
"Kas spermatootmise ebaõnnestumine oli tingitud kõrvalekalletest siirdatud rakkudes või retsipiendi munandites, oli ebaselge," kirjutavad teadlased.
Eraldi uuringus, mis avaldati sel kuul ajakirjas Cell Research, kasutasid Hiina mitme institutsiooni teadlased erinevat tehnoloogiat, et redigeerida vigast geeni hiirte spermatogonaalsetes tüvirakkudes. Selles uuringus suutsid hiired pärast korrigeeritud geeni kandvate rakkude siirdamist eduk alt paljuneda.
Uurimise areng võib avada uksed tüvirakkude ja geeniteraapia edusammude paremaks mõistmiseks. Genoomi redigeerimise võimalus võib hõlbustada geenifunktsiooni ja spermarakkude jagunemise ja diferentseerumise protsesside analüüsi. Neid meetodeid saab kasutada näiteks reproduktiivpuudulikkusega seotud geneetilise mutatsiooni funktsionaalse tähtsuse testimiseks.
Meditsiinilise edusammuna näitavad uuringud mutatsioonide korrigeerimise meetodeid, mis on varasematest meetoditest tõhusamad. Ja see, et nad töötavad spermatogooniliste tüvirakkudega, on eriti oluline. Kuigi geeniteraapia on olnud tõhus teatud haiguste ravimisel, elavad patsiendid teadmisega, et nad võivad oma lastele geneetilise seisundi edasi anda. Patsientide sugurakkude muutmine võib kunagi tulevikus selle riski vähendada.
