Naukowcy z University of Pennsylvania School of Medicine wykorzystali nowoczesną metodę edycji genów CRISPR do wyleczenia lub złagodzenia objawów groźnych, wrodzonych chorób płuc jeszcze na etapie płodowym. Wyniki przeprowadzonych na myszach badań dają poważne nadzieje na to, że w przyszłości będzie można w ten sposób zapobiegać u dzieci, jeszcze przed urodzeniem, na przykład mukowiscydozie. Pisze o tym w najnowszym numerze czasopismo "Science Translational Medicine".
Metoda CRISPR pozwala korygować uszkodzone geny bezpośrednio w komórkach. Naukowcy wiążą z nią poważne nadzieje, licząc na to, że z jej pomocą uda się pomóc pacjentom cierpiącym na różnego rodzaju choroby genetyczne. Badacze z Filadelfii postanowili sprawdzić, czy byłaby możliwość korekty błędów DNA jeszcze na etapie płodowym. To szczególnie istotne w przypadku wrodzonych chorób, które upośledzają pracę płuc.
Rozwijający się płód przejawia wiele cech, które sprawiają, że może być szczególnie podatnym odbiorcą terapeutycznej edycji genów - mówi współautor pracy, William H. Peranteau z Children's Hospital of Philadelphia (CHOP). Możliwość wyleczenia lub choć złagodzenia choroby jeszcze w czasie ciąży i w ten sposób niedopuszczenia do rozwinięcia się objawów, jest niezwykle podniecająca. To szczególnie istotne w przypadku chorób płuc, których funkcja po urodzeniu staje się nagle kluczowa. Chcieliśmy się przekonać, czy ta metoda mogłaby w ogóle działać - dodaje prof. Edward E. Morrisey z Perelman School of Medicine. Kluczowa sztuczka polega na tym, jak skłonić cały system edycji genów, by zadziałał w komórkach wyściełających drogi oddechowe - mówi.
Testy prowadzono na zwierzętach zmodyfikowanych tak, że ich potomstwo dziedziczyło mutacje genów, które mogły prowadzić do śmierci krótko po urodzeniu. Wśród chorób, które zdaniem autorów pracy, można próbować w ten sposób leczyć są mukowiscydoza, śródmiąższowa choroba płuc, związana z niedoborem białek czynnika powierzchniowego C, czy genetycznie uwarunkowany niedobór α1-antytrypsyny. Choroby te mogą prowadzić do ostrej niewydolności oddechowej, albo przewlekłej choroby płuc, przy ograniczonych możliwościach terapii.
Kluczem do sukcesu okazało się podanie wszystkich niezbędnych dla procedury CRISPR czynników, w tym enzymów, bezpośrednio do płynu owodniowego. Precyzyjny dobór czasu takiej iniekcji pozwolił na wprowadzenie pożądanych zmian przed urodzeniem myszy. Czynniki, niezbędne do edycji, wprowadzono na cztery dni przed rozwiązaniem, co u człowieka odpowiada trzeciemu trymestrowi ciąży. Badania pokazały, że korekta udała się w największym stopniu w przypadku komórek nabłonkowych pęcherzyków i komórek wydzielniczych nabłonka dróg oddechowych. Terapie przyczyniły się do znaczącej poprawy stanu płuc i długości życia zwierząt.
Autorzy pracy zapowiadają badania zmierzające do dalszej poprawy wydajności edycji w komórkach nabłonkowych płuc. Chcą też sprawdzić możliwe inne sposoby podawania istotnych dla edycji CRISPR czynników, a także inne metody edycji genów. Opublikowana właśnie praca potwierdza sens takich badań. Są poważne nadzieje, że w ten sposób będzie można w przyszłości leczyć w łonie matki wiele wrodzonych chorób, nie tylko dotyczących płuc.