אסטרטגיית טיפול גנטי חדשה מפעילה מחדש גנים רדומים לטיפול בהפרעות בדם

החוקרים מצאו שיטה חדשה ומבטיחה לטיפול גנטי. הם הפעילו מחדש בהצלחה גנים לא פעילים על ידי קרבתם למתגים גנטיים ב- DNA שנקראו משפרים. פיסת ה- DNA הביניים נחתכה באמצעות טכנולוגיית CRISPR-CAS9. אסטרטגיה זו פותחת אפשרויות חדשות לטיפול במחלות גנטיות. הצוות מראה באופן ספציפי את הפוטנציאל של הטכנולוגיה לטיפול במחלות תאי מגל ובבטא-תילסמיה, שתי מחלות דם גנטיות. בתנאים אלה, עלול להיות פיצוי של גן לקוי על ידי הפעלה מחדש של גן מועיל אך בדרך כלל לא פעיל. שיטת 'מחק לכרות' זו פועלת פשוט על ידי שינוי המרווח ללא הוספת גנים חדשים או אלמנטים זרים. הגילוי, שנעשה על ידי חוקרים ממכון הוברט (קבוצת דה לאט), ארסמוס MC וסנקין, פורסם בכתב העת בכתב העת דָםו

הגנים ב- DNA שלנו נושאים הוראות לייצור חלבונים, המבצעים מגוון פונקציות בתאים שלנו. אך לא כל הגנים פעילים בכל עת. לדוגמה, יש צורך בחלבונים מסוימים רק כאשר יש לפרק חומרים מזינים ספציפיים. אחרים מבצעים פונקציות רק במהלך התפתחות עוברית והם אינם פעילים בהמשך החיים. כדי שהתאים שלנו יתפקדו כראוי, חשוב אפוא שפעילות גנים תוסדר במדויק. אחת הדרכים לעשות זאת היא באמצעות משפרים: קטעי DNA המסוגלים להפעיל גנים, כמו מתג גנטי.

מקרב את זה

משפרים יכולים להיות ממוקמים ליד הגן שהם שולטים בהם, אך יכולים גם להיות רחוקים ב- DNA.

במחקר זה גילינו שאפשר להפעיל גן על ידי מקרב אותו למשפר. "

Anna-Karina Felder, אחד המחברים הראשונים של המחקר

פלדר ועמיתיה Sjoerd Tjalsma, Han Verhagen and Rezin Majied השיגו זאת באמצעות Crispr-Cas9, טכנולוגיה המשמשת כמספריים מולקולריים שניתן להנחות בדיוק כדי לחתוך את ה- DNA. פלדר מסביר "כיווןנו את המספריים לחתוך חתיכת DNA בין משפר לגן שלו, לקרב אותם". "בתאים בוגרים, זה הפעיל מחדש את הגנים הפועלים בדרך כלל פעילים רק במהלך התפתחות עוברית". הצוות מתייחס לדרך חדשה לחלוטין להפעלת גנים מחדש כ'מחוק לכרות '.

המוגלובין פגום

האסטרטגיה החדשה מציעה תקווה לחולים עם מחלות תאי מגל ותלסמיה בטא. במחלות דם גנטיות אלה, הגן הגלובין הבוגר נשבר. זה גורם להמוגלובין החלבוני, האחראי על נשיאת חמצן בתאי הדם האדומים שלנו, לא להיווצר כראוי. כתוצאה מכך, תאי הדם האדומים מתפרקים מהר מדי וחולים סובלים מתסמינים חמורים לכל החיים כמו אנמיה, עייפות ובסופו של דבר נזק לאיברים. לעיתים קרובות יש צורך בעירויי דם.

הפעלה מחדש של מנוע הגיבוי

ניתן להשתמש בטכנולוגיית מחיקה לכרות לטיפול בחולים אלה על ידי רתימת הגן העובר הגלובין. גן זה פעיל באופן טבעי לפני הלידה, וחלק מההמוגלובין המיוצר בתוך העובר. ברגע שהילד נולד, הוא מכבה. "אצל אנשים עם מחלת תאי מגל או בטסמיה בטא, זהו הגן הגלובין הבוגר-המנוע העיקרי שמפעיל תאי דם אדומים-זה שבור. אבל גלובין עוברי הוא כמו מנוע גיבוי. על ידי החלפתו מחדש, אנו יכולים להפסיק את כדוריות הדם האדומות ואולי לרפא חולים אלה", אומר פלדר.

הצוות שיתף פעולה עם חוקרים ב- Erasmus MC (פיליפסן) וסנקווין (ואן דן אקר) כדי להראות כי אסטרטגיה זו פועלת בתאים מתורמים בריאים אנושיים וחולים עם מחלת תאי מגל. חשוב במיוחד הוא שהצוות אישר את יעילותו בתאי גזע בדם. תאים אלה אחראים לייצור מגוון תאי הדם בגופנו, כולל תאי דם אדומים. על ידי הפעלה מחדש של גלובין העובר בתאי גזע בדם, תאים אלה יכולים להוליד תאי דם אדומים בריאים במקום שבורות.

אפשרויות חדשות

"למרות שאנחנו עדיין בשלבים המוקדמים, מחקר זה מניח עבודות יסוד חשובות להתפתחות טיפולי גנים חדשים", אומר פלדר. זה חורג מהיקף של מחלות דם גנטיות, מכיוון שניתן ליישם את השיטה החדשה גם על מחלות אחרות בהן ניתן לפצות כמויות לא מספקות של חלבונים בריאים על ידי הפעלה מחדש של 'גן מנוע גיבוי'. התחום הרחב יותר של טיפול גנים יכול אפוא ליהנות מטכנולוגיית מחיקה לכרות, מכיוון שהוא משתמש בגישה שונה מהטיפולים הזמינים כיום. פלדר מסכם "עריכת המרחק למגפר, במקום שהגנים עצמם יוכלו להציע גישה טיפולית רב -תכליתית."

עבור חולים עם מחלות תאי מגל ותלסמיה, הגישה החדשה עשויה-לספק לעתיד אלטרנטיבה לטיפול הגנים הקיים כיום. בעוד שהטיפול הגנטי הקיים אושר לשימוש באירופה בשנת 2024, הוא יקר מאוד, מה שמגביל את נגישותו. יתר על כן, טיפול זה משנה גן מדכא גלובין, אשר אכן גורם להפעלה מחודשת של גלובין העובר, אך עשוי בהחלט להשפיע גם על גנים אחרים, עם השלכות לא ידועות על המטופל. מחיקה לכרות עלולה לעקוף את שתי הבעיות.