חוקרים השתמשו בעריכת גנים כדי לשחזר את השמיעה בעכברים בוגרים עם סוג של אובדן שמיעה תורשתי. הם הראו כי סגירת עותק פגום של גן הנקרא מיקרו-RNA (miRNA) אפשרה לבעלי החיים לחזור ולשמוע. הגישה של צוות מחקר שנתמך על ידי המכון הלאומי לבריאות (NIH), דווחה ב מדע רפואה מתרגמתעלול בסופו של דבר להוביל לטיפולים פוטנציאליים לאובדן שמיעה תורשתי אצל אנשים.
Zheng-Yi Chen, DPhil., ועמיתיו ב-Mass Eye and Ear בבוסטון ובמוסדות אחרים חקרו צורה נדירה של חירשות גנטית המכונה חירשות אוטוזומלית דומיננטית-50 (DFNA50). DFNA50 נגרמת על ידי מוטציות ב- microRNA-96 (MIR96) גֵן. MiRNAs הם חלקים של חומר גנטי המסייעים לשלוט בפעילות הגנים, הפועלים כמו מתג ראשי. מוטציות ב-miRNA נקשרו למספר סוגים של אובדן שמיעה תורשתי. אצל אנשים עם DFNA50, אובדן שמיעה מתקדם מתפתח בשנות העשרה.
לדברי חן, חוקרים הוכיחו שניתן להשתמש בתרפיה גנטית (החלפת גן) ובעריכה גנטית (שינוי גן) כדי לטפל בחרשות גנטית בעכברים שזה עתה נולדו, אך איש לא הראה שעריכת גנים אפשרית בחיה הבוגרת הפנימית. אֹזֶן. האוזן הפנימית האנושית מפותחת במלואה ביילודים. לעומת זאת, האוזן הפנימית של העכבר הנולד עדיין מתפתחת ומשתנה במבנה ובתפקוד.
חשבנו שאם נוכל להראות שאנחנו יכולים לטפל בחרשות במודל עכבר בוגר לחלוטין, נוכל להגדיל את הסבירות שזה יעבוד בבני אדם".
Zheng-Yi Chen, Mass Eye and Ear
המדענים התמקדו במוטציה ספציפית ב- MIR96 גֵן. המוטציה שולטת בגנים החשובים בהתפתחות ובתפקוד של תאי שיער באוזן. תאי שיער פועלים כחיישנים לזיהוי קול ותנועה והם חיוניים לשמיעה.
חן וצוותו פנו לגישת עריכת גנים של CRISPR/Cas9. באמצעות סוג של וירוס הנקרא AAV, או וירוס הקשור לאדנו, העבירו המדענים את מכונות העריכה הגנים לתאי שיער האוזן הפנימית של עכברים עם MIR96 מוטציה והצורה הגנטית של חירשות. הם בדקו את הטיפול בעכברים שזה עתה נולדו לפני הופעת אובדן השמיעה ובעכברים בוגרים עם אובדן שמיעה. הטיפולים בשתי נקודות הזמן עבדו, והתערבות מוקדמת יותר הוכיחה את עצמה מועילה יותר.
"עריכת גנים שימושית לסוג זה של חירשות גנטית, מכיוון שנדרשת מוטציה אחת בלבד של עותק גן כדי למנוע מהגן כולו לפעול כראוי ולגרום למחלה", הסביר חן. "באמצעות טכניקות עריכת גנים, מנענו את השפעות המוטציה, ובעצם חיסלנו את עותק הגן הרע. עותק הגן הרגיל ממשיך לעבוד, וזה מחזיר את התפקוד לגן".
צ'ן אמר שיצירת מודל עכבר המחקה את המוטציה הגנטית ואת אובדן השמיעה המתקדם אצל אנשים עם DFNA50 היא המפתח.
"הפכנו את אובדן השמיעה של החיות, וזה נמשך לפחות תשעה חודשים", אמר חן. "אנחנו חושבים שהתוצאה צריכה להיות ישימה באנשים."
החוקרים גם הראו ראיות לכך שההתערבות בטוחה. נגיף הלידה לא השתלב בגנום של התאים שהוא הדביק, מה שיכול להדאיג תופעות לוואי אפשריות.
צ'ן כינה את המחקר "הוכחה לקונספט" כדי להראות שסוג זה של עריכת גנים אפשרי בעכבר הבוגר. כדי להביא עבודה זו למרפאה, החוקרים יזדקקו לבדיקות פרה-קליניות נוספות במודלים שונים של בעלי חיים כדי לוודא שהטיפול בטוח ועובר לתאים הנכונים.
גישה דומה יכולה לשמש עבור סוגים אחרים של חירשות גנטית עם סוגים אלה של מוטציות. המדענים פיתחו שיטה להתמקד ביותר מאחת MIR96 מוטציה, מה שהופך אותה לדרך מבטיחה לטפל בצורות מרובות של אובדן שמיעה הנגרמת על ידי מוטציות שונות באותו גן.
חן ומשתפי הפעולה שלו דיווחו גם על תוצאות מעודדות השנה מניסויים קליניים שבדקו גישת ריפוי גנטי לסוג אחר של חירשות, DFNB9.
"הייתה כל כך הרבה התקדמות בהבנה ובטיפול באובדן שמיעה גנטי, ובמיוחד ההצלחה האחרונה בריפוי גנטי", אמר חן. "כעת, יש לנו את התוצאות האלה שמראות אפשרויות חדשות לעריכת גנום. ההתקדמות הזו מביאה עידן חדש של טיפולים לאנשים שיש להם חירשות גנטית".
חן ועמיתיו מומנו בחלקו על ידי תוכנית עריכת הגנום הסומטי של התא (SCGE) של קרן NIH Common, המכון הלאומי לחרשות והפרעות תקשורת אחרות והמכון הלאומי לחקר הגנום האנושי. NCATS מוביל את SCGE יחד עם המכון הלאומי להפרעות נוירולוגיות ושבץ.
