Νέα τεχνολογία DNA ανοίγει τον δρόμο για τη θεραπεία ανίατων ασθενειών

Σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύεται στο PLOS Biology, επιστήμονες κατάφεραν για πρώτη φορά να διορθώσουν μεταλλάξεις στο DNA που βρίσκεται στα ενεργειακά οργανίδια του κυττάρου, τα μιτοχόνδρια, ανοίγοντας τον δρόμο για θεραπείες σε σοβαρές γενετικές ασθένειες που μέχρι σήμερα δεν είχαν ίαση.

Οι συγκεκριμένες μεταλλάξεις ευθύνονται για ασθένειες που μεταδίδονται αποκλειστικά από τη μητέρα και σχετίζονται με το νευρικό σύστημα, την καρδιά και τους μύες. Σε αντίθεση με το πυρηνικό DNA, το DNA των μιτοχονδρίων προστατεύεται από ένα φράγμα που δεν επιτρέπει την πρόσβαση σε κοινά εργαλεία γονιδιακής επεξεργασίας, όπως το CRISPR. Ωστόσο, μια νέα τεχνολογία που τροποποιεί μεμονωμένα «γράμματα» του DNA χωρίς να το κόβει.

Μια νέα εποχή για τη μιτοχονδριακή ιατρική

Όπως διαβάζουμε στο The Brighter Side News, η ομάδα από την Ολλανδία χρησιμοποίησε ένα εξειδικευμένο εργαλείο επεξεργασίας που ονομάζεται DdCBE, το οποίο αλλάζει ένα «γράμμα» του DNA χωρίς να προκαλεί ρήγματα στο μόριο. Αυτό γίνεται με τη βοήθεια ειδικών πρωτεϊνών που καθοδηγούν τον μηχανισμό στο ακριβές σημείο της μετάλλαξης. Οι επιστήμονες εφάρμοσαν το εργαλείο σε ηπατικά κύτταρα που είχαν τροποποιηθεί ώστε να φέρουν μια επιβλαβή μετάλλαξη, η οποία εμπόδιζε την παραγωγή ενέργειας. Το πείραμα επιβεβαίωσε πως το εργαλείο λειτουργεί και ότι οι αλλαγές στο DNA οδηγούν σε θεραπείες.

Στη συνέχεια, οι ερευνητές εργάστηκαν πάνω σε κύτταρα δέρματος με μια σπάνια μιτοχονδριακή νόσο, διορθώνοντας τη μετάλλαξη στο γονίδιο MT-TI. Μετά την επεξεργασία, τα κύτταρα ανέκτησαν φυσιολογική λειτουργία των μιτοχονδρίων. Ακόμη σημαντικότερο είναι πως το ποσοστό του διορθωμένου DNA διατηρήθηκε ή και αυξήθηκε με την πάροδο του χρόνου, κάτι που δείχνει πως η παρέμβαση είναι σταθερή και δεν επιβαρύνει την υγεία των κυττάρων. Επίσης, τα κύτταρα εξακολούθησαν να λειτουργούν φυσιολογικά για τουλάχιστον 50 ημέρες, γεγονός που υπογραμμίζει τη βιωσιμότητα της τεχνικής. 

Πώς διορθώθηκαν κύτταρα ασθενών στο εργαστήριο

Ένα κρίσιμο ζήτημα στην επεξεργασία γονιδιώματος είναι ο τρόπος μεταφοράς του εργαλείου μέσα στα κύτταρα. Οι παραδοσιακές μέθοδοι βασίζονται σε μόρια DNA, τα οποία μπορεί να είναι τοξικά. Αντί γι’ αυτό, η ερευνητική ομάδα δοκίμασε την μεταφορά του εργαλείου μέσω mRNA και νανοσωματιδίων. Και οι δύο τεχνικές αποδείχθηκαν αποτελεσματικές, με το mRNA να προσφέρει καλύτερη απόδοση και λιγότερη κυτταρική φθορά. Οι νανοσωματιδιακές μεταφορές – τεχνολογία ήδη χρησιμοποιούμενη σε εμβόλια – θεωρούνται ιδιαίτερα ασφαλείς για μελλοντική κλινική χρήση.

Ασφαλείς μέθοδοι φέρνουν πιο κοντά τις κλινικές εφαρμογές

Οι διορθώσεις του DNA αποδείχθηκαν ιδιαίτερα ακριβείς, χωρίς σημαντικές ανεπιθύμητες τροποποιήσεις στο πυρηνικό ή στο υπόλοιπο μιτοχονδριακό DNA – μια καθοριστική παράμετρος, ώστε να αποφευχθούν άλλες δυσλειτουργίες ή καρκίνος.  Το επίτευγμα αυτό δεν είναι απλώς μια ακόμα επιτυχία στην ιστορία της γονιδιακής επεξεργασίας. Είναι ένα σημαντικό βήμα για τη μιτοχονδριακή ιατρική, η οποία μέχρι σήμερα στερούνταν λύσεων.

Παρά την αισιοδοξία, θα απαιτηθούν χρόνια εργαστηριακής και κλινικής έρευνας πριν φτάσουν αυτές οι τεχνικές στους ασθενείς. Πρέπει να διασφαλιστεί η αποτελεσματικότητα και η ασφάλεια, να βελτιωθεί η ομοιομορφία στα ποσοστά επιτυχούς διόρθωσης και να ελαχιστοποιηθούν τυχόν απρόβλεπτες παρενέργειες. Όμως κάθε τέτοια τεχνική μας φέρνει πιο κοντά στη θεραπεία των μιτοχονδριακών ασθενειών.