CRISPR/Cas9 jako potenciální nástroj léčby ALS
13.3.2023 |
Amyotrofická laterální skleróza (ALS) je progresivní, neurodegenerativní onemocnění nervové soustavy. Onemocnění je obvykle fatální v důsledku postupné svalové atrofie a paralýzy a léčba je v současné době pouze symptomatická. Kauzální léčba není známa, a to především proto, že s jistotou nejsou popsány všechny příčiny nemoci. Jak ukazuje nový výzkum University of Massachusetts, pokrok by mohla přinést léčba využívající CRISPR/Cas9.
Rychlost progrese ALS je do značné míry individuální, nicméně pouze čtvrtina pacientů s nemocí žije déle, než pět let. I v paměti mladší generace však zůstává vzpomínka na rekordmana v délce boje s touto nemocí. Tím není nikdo jiný než slavný fyzik Stephen Hawking, kterému byla ALS diagnostikována 55 let před jeho smrtí v roce 2018.
Ze současného výzkumu a pokroků v léčbě ALS by měl Stephen Hawking jistě nesmírnou radost. Obzvláště optimistické vyhlídky do budoucna poskytuje výzkum z University of Massachusetts publikovaný koncem roku 2022 v Nature comminucations.
Již dříve bylo na základě dat ze sekvenací DNA u poměrně velkého procenta pacientů s ALS zjištěno mnohonásobné zmnožení šesti-nukleotidové repetice (GGGGCC) v jednom z otevřených čtecích rámců devátého chromosomu (C9ORF72). Pro představu, v DNA zdravého člověka se tato šesti-nukleotidová sekvence opakuje přibližně 24x, u pacientů s ALS mohou těchto repeticí být stovky či tisíce. Dalším testováním bylo prokázáno, že mezi množstvím repetic a ALS není vztah pouze korelační. Mechanisticky kauzální vztah repetic a odumírání neuronů je připisován znemožnění či deaktivaci exprese některých genů v důsledku indukovaného deficitu RNA vazebných proteinů a produkci repetitivních dipeptidových proteinů a toxických RNA intermediátů. Bohužel zatím však není jisté, jestli je toto jedinou příčinou vzniku ALS.
Vzhledem k tomu, že byl prokázán příčinný vztah mezi četností repetic a propuknutím ALS, zrodila se v moudrých hlavách vědců myšlenka otestovat, zda by odstraněním repetic bylo možné průběh degenerativního onemocnění zpomalit, či dokonce zvrátit.
Ve výše zmíněné studii bylo pro tento účel testováno použití specifického a cíleného CRISPR/Cas9 systému. Pro transport do jednotlivých buněk byl zvolen adenovirový vektor, jehož použití se jeví jako vhodné i pro potenciální genovou terapii. Sestřih repetitivních sekvencí byl úspěšně proveden in vitro na tkáňových kulturách a vhodnost jejich terapeutického využití byla dále ověřena in vivo pomocí myšího transgenního modelu a lidských motorických neuronů odvozených od pluripotentních kmenových buněk. Ve všech zmíněných případech bylo dosaženo požadovaného sestřihu o stovky repetic, doprovázeného snížením produkce toxických intermediátů a peptidů, a to vše navíc bez nežádoucího vlivu na ostatní geny a jejich expresi.
Držme dalšímu výzkumu palce, neboť na základě předložené metodiky by mohla být v dohledné době vytvořena metodika genové terapie, jejíž využití by mohlo zachránit bezpočet lidských životů.
Zdroje: