Κινέζοι επιστήμονες έφτασαν σε ένα σημαντικό ορόσημο με τη δημιουργία του πρώτου εμβολίου που μπορεί να αναιρέσει τα σημάδια που χαρακτηρίζουν τον αυτισμό μέσω γονιδιακής επεξεργασίας στον εγκέφαλο.
Η θεραπεία, που αναπτύχθηκε από ερευνητές στη Σαγκάη, έδειξε θετικά αποτελέσματα όταν δοκιμάστηκε σε ποντίκια. Η ομάδα δημιούργησε ένα σύστημα επεξεργασίας γονιδιώματος, το οποίο τροποποίησε επιτυχώς το DNA ποντικών στα οποία είχε δοθεί μια μετάλλαξη που βρέθηκε σε ορισμένους ασθενείς με διαταραχή του φάσματος του αυτισμού.
Τα ποντίκια που έλαβαν την ένεση που περιείχε το σύστημα επεξεργασίας κατέγραψαν μείωση στη συμπεριφορά που σχετίζεται με το φάσμα του αυτισμού. Στην έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο Nature Neuroscience, οι επιστήμονες είπαν ότι η πιθανή μέθοδος θεραπείας θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί όχι μόνο για ασθενείς με ΔΑΦ, αλλά και για άλλες γενετικές νευροαναπτυξιακές διαταραχές.
Η ΔΑΦ επηρεάζει περίπου το 1% του παγκόσμιου πληθυσμού. Ένα στα 36 παιδιά στις ΗΠΑ διαγιγνώσκεται με τη διαταραχή, σύμφωνα με τα Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων των ΗΠΑ (CDC), η οποία μπορεί να επηρεάσει την ικανότητα ενός ατόμου να αλληλεπιδρά και να επικοινωνεί.
Πώς πραγματοποίησαν τη γονιδιωματική επεξεργασία οι επιστήμονες
Για να μελετήσουν τον αντίκτυπο της γονιδιωματικής επεξεργασίας για τη θεραπεία της ΔΑΦ, οι ερευνητές δημιούργησαν ποντίκια με μεταλλάξεις στο γονίδιο MEF2C, το οποίο είπαν ότι σχετίζεται έντονα με τη διαταραχή. Οι μεταλλάξεις σε αυτό το γονίδιο πιστεύεται ότι προκαλούν αναπτυξιακά ελλείμματα, προβλήματα ομιλίας, επαναλαμβανόμενες συμπεριφορές και επιληψία.
Τα αρσενικά ποντίκια στα οποία έγινε η μετάλλαξη βρέθηκε ότι είχαν χαμηλότερα επίπεδα της πρωτεΐνης MEF2C στον εγκέφαλο και είχαν συμπτώματα που μιμούνταν την υπερκινητικότητα που μοιάζει με ΔΑΦ, προβλήματα με την κοινωνική αλληλεπίδραση και επαναλαμβανόμενη συμπεριφορά.
Νωρίτερα αυτό το μήνα, η Βρετανία ενέκρινε την πρώτη στον κόσμο θεραπεία γονιδιακής επεξεργασίας CRISPR-Cas9 για ασθενείς με αιματολογικές παθήσεις όπως η δρεπανοκυτταρική αναιμία.
Τα συστήματα που βασίζονται στο CRISPR εκτελούν επεξεργασία γονιδίων κόβοντας τη διπλή αλυσίδα του DNA στη μέση, η οποία επισκευάζεται από τα κύτταρα μόλις ολοκληρωθεί η επεξεργασία. Αυτή η διαδικασία μπορεί να οδηγήσει σε ακούσιες μεταλλάξεις.
Για να περιορίσουν τις ακούσιες μεταλλάξεις, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα σύστημα επεξεργασίας μίας βάσης -το ονόμασαν AeCBE- το οποίο είναι σε θέση να λειτουργεί σε μεμονωμένα ζεύγη βάσεων DNA χωρίς να δημιουργεί περικοπές.
Ο Li Dali, καθηγητής Επιστημών Υγείας στο East China Normal University, είπε ότι αυτή ήταν η πρώτη αποτελεσματική θεραπεία ποντικών με μεταλλάξεις που σχετίζονται με τη ΔΑΦ χρησιμοποιώντας επεξεργασία στον εγκέφαλο.
Για να μεταφέρει το σύστημα στον εγκέφαλο, πρέπει να περάσει μέσα από τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, ο οποίος είναι μια ομάδα κυττάρων που ρυθμίζουν στενά την είσοδο μορίων στον εγκέφαλο. Οι ερευνητές ξεπέρασαν αυτό το εμπόδιο συσκευάζοντας το σύστημα επεξεργασίας τους σε έναν αδενο-σχετιζόμενο φορέα ιού, ικανό να περάσει στον εγκέφαλο.
Τι διαπίστωσαν οι επιστήμονες
Το συνδυασμένο σύστημα επεξεργασίας και ο φορέας ιού χορηγήθηκε σε μεταλλαγμένα ποντίκια μέσω μιας μόνο ένεσης σε μια φλέβα. Λίγες εβδομάδες αργότερα, τα ποντίκια εξετάστηκαν.
«Η θεραπεία αποκατέστησε επιτυχώς τα επίπεδα πρωτεΐνης MEF2C σε αρκετές περιοχές του εγκεφάλου και ανέστρεψε τις ανωμαλίες συμπεριφοράς σε ποντίκια μεταλλαγμένα MEF2C», ανέφερε η εργασία.
Μέσω της εξέτασης των εγκεφαλικών κυττάρων των ποντικών, η ομάδα διαπίστωσε ότι οι επεξεργαστές ήταν σε θέση να κάνουν επισκευές σε όλο τον εγκέφαλο με ποσοστό ακρίβειας 20%, που ήταν αρκετό για να αυξήσει τα επίπεδα της πρωτεΐνης MEF2C.
«Η συνεχής επιστημονική, στοχευμένη και εξατομικευμένη παρέμβαση και εκπαίδευση με βάση τη συγκεκριμένη κατάσταση του παιδιού εξακολουθεί να είναι ο κύριος τρόπος αντιμετώπισης του αυτισμού. Αυτή η εργασία υποδηλώνει ότι η in vivo επεξεργασία βάσης μπορεί να είναι μια εφικτή προσέγγιση για την παρέμβαση σε γενετικές διαταραχές του εγκεφάλου στον άνθρωπο», ανέφεραν οι επιστήμονες.
Ενώ ο στόχος της γενετικής επεξεργασίας της ομάδας -όπως και άλλων επιστημόνων- ήταν ακόμα περιορισμένος, η εργασία ανέφερε ότι τα βασικά συστήματα επεξεργασίας με ευρύτερους στόχους θα διευκόλυναν σημαντικά την ανάπτυξη γενετικών εργαλείων για την παρέμβαση σε γενετικές διαταραχές.