Nasze magazyny
Eksperyment miał miejsce na University of Texas Health Science Center. Do jego przeprowadzenia wykorzystano myszy cierpiące na zespół łamliwego chromosomu X (FraX), chorobę genetyczną, której jednym z objawów są zachowania stereotypowe, charakterystyczne także dla autyzmu. Pod tą nazwą kryją się wszystkie powtarzalne czynności wykonywane przez autystyczne dzieci, takie jak kiwanie się, kręcenie w kółko, uderzanie głową lub kończynami w przedmioty, machanie kończynami czy klaskanie lub pstrykanie palcami. U myszy choroba manifestuje się m.in. przymusem kopania, nagłym podskakiwaniem i nadaktywnością.
Na czym polega modyfikacja genetyczna łagodząca objawy autyzmu?
W trakcie eksperymentu zwierzęta poddano terapii genetycznej metodą CRISPR, umożliwiającą wycięcie dowolnego fragmentu materiału genetycznego z DNA. Do komórki wprowadza się precyzyjnie działający enzym Cas9, który wycina z nici DNA konkretną sekwencję. Dostarczony jednocześnie z enzymem wzorzec genetyczny dokładnie wskazuje gen do usunięcia i chroni przed przypadkowym poszatkowaniem materiału genetycznego.
U chorych na FraX, zarówno w przypadku myszy, jak i ludzi, w chromosomie X występuje mutacja polegająca na zwielokrotnieniu fragmentu genu, co uniemożliwia wytwarzanie specyficznego białka odpowiedzialnego za prawidłowy rozwój i funkcjonowanie połączeń nerwowych w mózgu. Dochodzi zatem do opóźnienia dojrzewania neuronów i zaburzone zostaje przesyłanie impulsów nerwowych. Skutkuje to niepełnosprawnością intelektualną i pojawieniem się charakterystycznych zachowań stereotypowych. Mutacja ta uważana jest za jedną z najczęstszych przyczyn zaburzeń ze spektrum autyzmu.
Naukowcy postanowili więc wyciąć zmutowane fragmenty kodu genetycznego, w nadziei, że pozwoli to neuronom na podjęcie prawidłowej funkcji i osłabi objawy choroby. Eksperyment polegał na wprowadzeniu bezpośrednio do mózgu myszy enzymu, którego nośnikiem były mikrocząsteczki złota. Do tej pory jako nośnik wykorzystywano wirusy, jednak taka terapia wiązała się z ryzykiem powielania cząsteczek enzymu i tym samym uszkodzenia DNA. Nowa technologia umożliwia precyzyjne wprowadzenie samego enzymu, który po wykonaniu zadania zostaje unieczynniony i nie stanowi ryzyka dla zdrowia pacjenta.
Jakie były skutki terapii genetycznej autyzmu?
Zastosowana terapia odniosła skutek i zmieniła zachowanie zwierząt. Myszy, które poddano leczeniu, znacznie się uspokoiły – 30% gryzoni zaprzestało uporczywego kopania w ściółce, a 70% przestało wykonywać podskoki. Po zbadaniu mózgów myszy okazało się, że efekty te uzyskano, zmieniając jedynie ok. 50% genów, które były celem dla enzymu Cas9. Ustalono ponadto, że enzym zawieszony w mikrocząsteczkach złota można dostarczyć do mózgu nie tylko za pomocą bezpośrednich iniekcji, lecz również przez podanie ich do rdzenia kręgowego, skąd wraz z płynem mózgowo-rdzeniowym trafią do miejsca przeznaczenia.
Opracowana przez amerykańskich naukowców terapia stwarza niemal nieskończone możliwości w usuwaniu pewnych objawów autyzmu, u którego złożonych podstaw leżą także mutacje genetyczne. Po raz pierwszy w historii medycyny udowodniono, że można podać Cas9 bezpośrednio do mózgu i uzyskać dzięki temu korzystny efekt terapeutyczny1,2.
