גישת עריכת גנים חדשה מכוונת למוטציה העומדת מאחורי מחלות לב גנטיות נפוצות

ארבעה עשר מיליון אנשים ברחבי העולם סובלים מלבבות מוגדלים, או קרדיומיופתיה היפרטרופית (HCM), מחלה גנטית המעבה את קירות הלב, ומקשה על האיבר לשאוב דם – אך רבים מהם אינם יודעים זאת.

לעתים קרובות המחלה אינה מאובחנת, למרות היותה מחלת הלב הגנטית הנפוצה ביותר ותרמה למותם הפתאומי של מספר ספורטאים בעלי פרופיל גבוה, כולל שחקנים ב- NFL, NBA ו- NHL.

כעת, שרי גאו, פרופסור חבר נשיאותי של פן קומפקטי בהנדסה כימית וביומולקולרית (CBE) ובביו -הנדסה (BE) בתוך הנדסת פן, וז'נג סאן, פרופסור חבר באנדוקרינולוגיה, סוכרת ומטבוליזם במכללה של ביילור, קיבלו 2.6 מיליון דולר מהלב הלאומי, לניעון) (NHL) (NHL) (NHL) (NHL) (NHL). כלי עריכת גנים חדשים שיכולים להתייחס לאחת המוטציות הבסיסיות הגורמות ל- HCM.

מקרים רבים של HCM ניתן לייחס למוטציות בגן יחיד. אנו יכולים לדמיין עתיד בו טיפול עריכת גנים יחיד מרפא אותם מקרים. "

שרי גאו, פרופסור חבר לנשיאות פן קומפקטי בהנדסה כימית וביומולקולרית (CBE) ובביו -הנדסה (BE) בתוך הנדסת פן

הסכנה של יעדים

אחד האתגרים הגדולים ביותר עם עריכת גנים הוא מה שנקרא "יעדים מחוץ למטרה", כאשר עורכי הגנים משנים קטעי DNA או RNA שהם לעולם לא היו צריכים לגעת בהם.

למרות ההתקדמות בעריכת גנים, כולל ה- CRISPR עטור פרס נובל, יעדים מחוץ למטרה עדיין נפוצים. "אם אתה רוצה לתקן מוטציה יחידה בשלושה מיליארד מכתבי DNA, אתה מתקן אות אחת", אומר סאן. "אתה צריך דיוק אדיר."

"מערכות לעריכת גנים יש פוטנציאל לחולל מהפכה ברפואה על ידי ריפוי מחלות שלא הועברו בעבר", מוסיף טיילר דניאל, דוקטורנט בקבוצת המחקר של GAO, שיפתח את הפרויקט, "אך רק אם הם יערכו במדויק את היעד המיועד שלהם."

שיטה בטוחה יותר לעריכת גנים

בשנת 2023, המעבדה של GAO פיתחה עורך בסיס אדנין מפוצל (SABE), סוג חדש של עורך גנים המשתמש במנגנון מיוחד כדי להפחית את הסבירות למוטציות מחוץ למטרה. "חילקנו את העורך לשני חלבונים שעובדים רק כאשר מצטרפים אליו מולקולה קטנה", אומר גאו. "זה כמו מתג – כשאין לך את המולקולה הקטנה, אין פעילות בעריכת גנים."

עם המימון החדש, GAO ומשתפי הפעולה שלה ירחיבו את היכולות של הכלי הזה, כך שתוכל להחליף מגוון רחב יותר של אותיות בקוד הגנטי. "הגרסה הראשונה שלנו יכולה פשוט להחליף A ל- A G," אומר גאו. "אנחנו רוצים להיות מסוגלים להחליף C עבור T, C עבור G וכן הלאה."

הצוות יבחן גם מועמדים שונים של מולקולות קטנות כדי לבדוק אם תרופות שכבר עברו ניסויים קליניים והוכיחו בטוחים לבריאות האדם יכולים להפעיל את הכלי.

ריפוי הלב

בעוד המעבדה של GAO בפן מתמקדת בהנדסה מולקולרית, המעבדה של סאן בביילור תבדוק את כלי העריכה הבסיסיים המפוצלים הללו במודלים של בעלי חיים כדי לקבוע אם הם יכולים לתקן בהצלחה מוטציה בחלבון 3 הקשור למיוזין (MYCBP3).

מוטציות בחלבון MYCBP3 גורמות לכ -4 בעשרה מקרים של HCM משפחתי, גרסה שכיחה של המחלה הפוגעת במספר בני משפחה. "המטרה היא לכוונן את עורך הגנים כך שהוא יכול לתקן ביעילות ובבטיחות", אומר סאן.

בנוסף לתיקון MYCBP3, הקבוצה תנסה לשנות את PCSK9, גן הקשור לטרשת עורקים ווויסות כולסטרול בדם. "אם נוכל להפיל את הגן הזה", אומר גאו, "זה יכול לעזור למנוע מחלות לב וכלי דם כמו שבץ מוחי."

בסופו של דבר, החוקרים מקווים כי הפרס יניב התקדמות בעריכת גנים על ידי הפחתת יעדים מחוץ לשיפור הבטיחות של כלים כאלה ולבצע דרכים משמעותיות בטיפול במחלה גנטית קרדיווסקולרית נפוצה.