Серповидно-клеточная анемия — очень изнурительное заболевание, от которого страдает до 40% населения Африки, при этом пациенты страдают от эпизодов мучительной боли, повреждения органов и сокращения продолжительности жизни.
Заболевание вызвано мутацией гена, который вырабатывает гемоглобин, белок, который переносит кислород в эритроцитах, и поврежденный гемоглобин искажает форму эритроцитов, вызывая болезненные и потенциально опасные для жизни закупорки кровеносных сосудов. Однако ученые поняли, что увеличение производства здоровой формы этого белка (фетального гемоглобина, который в норме вырабатывается только в утробе матери) может обеспечить этим пациентам революционное лечение.
В своей текущей статье «Модели и механизмы болезни» Митчелл Вайс и его коллеги из Детской исследовательской больницы Св. Джуд из Мемфиса, США, изучили многообещающий новый метод лечения, разрабатываемый в лаборатории Вайса, который работает путем редактирования генов, позволяющих производить этот здоровый фетальный гемоглобин во взрослых эритроцитах. При тестировании лечения на мышах исследователи обнаружили, что, хотя у лабораторных мышей проявлялись симптомы серповидно-клеточной анемии, ген фетального гемоглобина и окружающая его ДНК были сконфигурированы неправильно, что делало революционное лечение стволовыми клетками неэффективным или даже вредным для животных и вызывает опасения по поводу будущих исследований по тестированию новой генной терапии на этих лабораторных мышах.
Прежде чем новое лечение можно будет испытать на людях, ученые проверяют его на лабораторных животных, поэтому Вайс и его коллеги проверили свою новую генную терапию на двух типах мышей, несущих симптомы серповидноклеточной анемии: так называемых «Беркли» и «Таунсе» мыши. Сначала они взяли у мышей стволовые клетки — клетки костного мозга, запрограммированные на превращение в эритроциты, — и использовали редактирование генов, чтобы изменить ДНК некоторых стволовых клеток, включив в них ген гемоглобина здорового плода. эти перепрограммировали стволовые клетки обратно в мышей и наблюдали за животными в течение 18 недель, чтобы увидеть, как на них подействовало лечение.
Удивительно, но 70% мышей Беркли, получавших терапию, умерли, и только 3,1% стволовых клеток мыши активировали производство терапевтического Напротив, экспериментальное лечение активировало ген фетального гемоглобина в 57 % эритроцитов мышей Таунса и не влияло на выживаемость животных. в 7-10 раз ниже, чем при использовании этого подхода в клетках человека, выращенных в лаборатории, и недостаточно высоки, чтобы уменьшить клинические симптомы серповидно-клеточной анемии.
Затем Вайс и его коллеги захотели выяснить, почему этот новый метод лечения не был успешным у мышей Беркли, которых десятилетиями использовали для тестирования методов лечения серповидно-клеточной анемии. Др. Вайс говорит:
— Мы поняли, что недостаточно знаем о генетических конфигурациях этих мышей.
Поэтому команда секвенировала гены гемоглобина и окружающую ДНК мышей Беркли и обнаружила, что вместо одной копии мутировавшего человеческого гена у мышей было 22 случайным образом распределенных копии мутировавшего гена серповидноклеточной клетки человека и 27 копий человеческого гена. плод. гемоглобин, который команда надеялась активировать, чтобы вылечить мышей от болезни. Этот сложный генетический состав имел фатальные последствия, когда ученые тестировали генную терапию на мышах Беркли, поскольку редактирование нескольких копий гена может повредить ДНК.
Напротив, у мышей Таунса были только единичные копии мутировавшего гена гемоглобина человека и гена, продуцирующего фетальный гемоглобин человека. Однако у этих мышей, вероятно, отсутствовали важные части ДНК, которые обычно регулируют выработку гена фетального гемоглобина у людей. В результате они не могли производить достаточное количество этого полезного белка для облегчения симптомов у мышей.
Др. Вайс прокомментировал:
— Наши результаты помогут исследователям, использующим мышей Berkeley и Townes, решить, какую из них использовать для их конкретного вопроса исследования серповидно-клеточной анемии или гемоглобина. Кроме того, эта работа служит напоминанием ученым о необходимости тщательно изучить генетику мышей, которых они используют для изучения болезней человека, и найти подходящую мышь для работы.
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен