Terapie genowe etyczne i bez skutków ubocznych? Optymistyczne doniesienia

Terapie genowe są dziś wielką szansą na leczenie wielu chorób – również tych, na które nie było lekarstwa. Badacze z Kalifornii udowodnili, że niewielka modyfikacja genowa może poprawić funkcje i jakość życia nawet u osób z zaburzeniami w spectrum autyzmu.

Modele z komórek macierzystych

Dzięki trójwymiarowym modelom mózgu wyhodowanym z komórek macierzystych naukowcy mają coraz więcej możliwości genetycznego eksperymentowania bez potencjalnych skutków ubocznych. W magazynie „Nature Communications”, uczeni z University of California San Diego School of Medicine opisali wyniki innowatorskiego eksperymentu przeprowadzonego właśnie na takich modelach – organoidach ludzkiego mózgu. Wyniki były zdumiewające – okazało się, że dzięki niewielkim zmianom genetycznym możliwe będzie poprawienie życiowych funkcji u osób z zaburzeniami genetycznymi, na które nie ma lekarstwa.

Zespół Pitta-Hopkinsa a geny

Modele stworzono z komórek skóry pobranych od dzieci z zespołem Pitta-Hopkinsa; celem badań było zweryfikowanie, w jaki sposób mutacja genetyczna w czynniku transkrypcyjnym 4 (TCF4) zakłóca rozwój mózgu powodując zaburzenie genetyczne w spectrum autyzmu – zespół Pitta-Hopkinsa.

Przypomnijmy, że zespół Pitta-Hopkinsa należy do zaburzeń genetycznych charakteryzujących się opóźnieniem w rozwoju, trudnościami poznawczymi czy epilepsją. Dzieci z tym zaburzeniem doświadczają trudności motorycznych oraz problemów z integracją sensoryczną. Eksperymentalne organoidy użyte w badaniach posiadały mutację w TCF4, dzięki czemu możliwe było zidentyfikowanie „błędu”, a następnie odwrócenie skutków mutacji.

–Nawet bez mikroskopu można było stwierdzić, który organoid mózgu ma mutację – wyjaśniła jedna z autorek badania Alysson R. Muotri, profesor w UC San Diego School of Medicine.

Eksperyment, który daje nadzieję

Seria eksperymentów wykazała, że ​​mutacja TCF4 doprowadzała do zaburzeń szlaków sygnalizacyjnych, dzięki którym komórki dojrzewają do postaci neuronów i migrują do właściwej lokalizacji w mózgu. U dzieci z zespołem Pitta-Hopkinsa powstawało mniej neuronów; ponadto były też mniej aktywne. W niektórych przypadkach neurony tworzyły grupy, zamiast układać się w obwody neuronowe, to zaś zakłócało aktywność nerwową powodując upośledzenia funkcji poznawczych i motorycznych.

Prześledzenie tej ścieżki pozwoliło badaczom przetestować dwie różne terapie genowe, które zakładały odzyskanie funkcjonalnego TCF4 w tkance mózgowej poprzez zwiększenie poziomów białka. Korygując fenotypy zespołu Pitt-Hopkinsa w skali molekularnej, komórkowej i elektrofizjologicznej udało się uzyskać pierwsze zadowalające efekty.

–Byliśmy zaskoczeni, widząc tak poważne problemy rozwojowe i zastanawialiśmy się, co możemy zrobić, aby je rozwiązać – powiedział dr Fabio Papes, naukowiec z University of Campinas. Papes i współautor badań.

Co dalej?

Pozytywne wyniki zachęcają naukowców do prowadzenia dalszych badań. W planach jest również eksperyment z udziałem pacjentów. Badacze chcą wstrzyknąć do kręgosłupa osób chorych wektor genetyczny, który mógłby przywróci

funkcję TCF4 w mózgu i poprawić w ten sposób funkcje motoryczno-poznawcze.

–Fakt, że dzięki skorygowaniu jednej mutacji cały system nerwowy odbuduje się, nawet na poziomie funkcjonalnym, jest niesamowity. Dla tych dzieci i ich bliskich każda poprawa funkcji motoryczno-poznawczych i jakości życia jest warta spróbowania – podsumowała Alysson Muotri.

Opracowanie: Kamila Gulbicka

Źródło: Dziennik Naukowy