ערכה חדשה לתיקון דנ”א מתקנת בהצלחה מחלה תורשתית בתאים שמקורם במטופל

במחקר החדש הזה, הצוות הבינ”ל תיאר איך הוא יצר אמצעי לתיקון דנ”א כדי לתקן גנטית פודוצין פגום, סיבה גנטית נפוצה מחלת כליות תורשתית עמידה לסטרואידים (SRNS)

מוטציות גנטיות שגורמות למחלת כליות גנטית מתישה שפוגעת בילדים ומבוגרים צעירים תוקנה בתאי כליה שמקורם במטופל באמצעות ערכה לתיקון דנ”א עם פוטנציאל מהפכני. הערכה פותחה על ידי מדענים באוניברסיטת בריסטול והתפרסמה ב-Nucleic Acids Research.

במחקר החדש הזה, הצוות הבינ”ל תיאר איך הוא יצר אמצעי לתיקון דנ”א כדי לתקן גנטית פודוצין פגום, סיבה גנטית נפוצה תסמונת נפרוטית תורשתית עמידה לסטרואידים (SRNS) .

פודוצין הוא חלבון שנמצא בדרך כלל על פני תאי כליה מתמחים (פודוציטים) וחיוני לתפקוד הכליות. אבל פודוצין פגום נשאר דבוק בתוך התא ולא מגיע אל פניו, וגורם נזק סופני לפודוציטים. אי אפשר לרפא את המחלה באמצעות תרופות, אבל ייתכן שריפוי גני שמתקן את המוטציות שגורמות לפודוצין הפגום מציע תקווה למטופלים.

בדרך כלל משתמשים בנגיפים אנושיים ביישומי ריפוי גני כדי לבצע תיקונים גנטיים. הם משמשים “סוסים טרויאנים” כדי להיכנס לתאים שנושאים את השגיאות. המערכות הדומיננטיות כיום הן LV, AV ו-AAV, שהם כולם נגיפים לא מזיקים יחסית שמדביקים בני אדם בקלות. אבל לכל הנגיפים האלה יש את אותה המגבלה: הם מוגבלים ע”י הנפח הקטן של המעטפת הנגיפית שלהם. זה מגביל את כמות המטען שהם יכולים לשאת, כלומר את אורך ערכת הדנ”א שנחוצה לתיקון גנטי יעיל, וזה מגביל משמעותית את היקף היישום שלהם בריפוי הגני.

על ידי שימוש בטכניקות של ביולוגיה סינתטית, הצוות בראשות ד”ר פרנצ’סקו אאוליצ’ינו ופרופסור אימרה ברגר מבית הספר לביוכימיה של בריסטול הינדסו מחדש בקולו-וירוס, נגיף חרקים לא מזיק לאדם, שכבר לא מוגבל על ידי קיבולת מטען קטנה.

“מה שמבדיל את הבקולו-וירוס מ-LV, AV ו-AAV הוא היעדר מעטפת קשיחה שכומסת את  גודל המטען”, אמר ד”ר אאוליצ’ינו, שהוביל את המחקר. המעטפת של הבקולו-וירוס דומה למקל חלול — היא פשוט מתארכת כשהמטען גדל. זה אומר שאפשר להביא ערכת כלים הרבה יותר מתוחכמת לתיקון גן פגום על ידי הבקולו-וירוס, ולכן הוא יותר רב-תכליתי מהערכות הנפוצות.

ראשית יש לצייד את הבקולו-וירוס ביכולת לחדור  לתאים אנושיים, דבר שהוא לא עושה בדרך כלל. “עיטרנו את הבקולו-וירוס עם חלבונים שאיפשרו לו להיכנס לתאים אנושיים ביעילות רבה”, הסביר ד”ר אאוליצ’ינו. הבקולו-וירוס הזה שעבר שינוי נחשב בטוח כי הוא יכול להתרבות רק בחרק, אבל לא בתאים אנושיים. לאחר מכן המדענים השתמשו בבקולו-וירוס המהונדס מחדש כדי להביא פיסות דנ”א הרבה יותר גדולות משהיה אפשר קודם, ולשלב אותן בגנום של מגוון שלם של תאים אנושיים.

הצוות השתמש בפודוציטים שמקורם במטופל הנושאים את השגיאה שגורמת למחלה בגנום כדי להראות את היכולת של הטכנולוגיה שלו. על ידי יצירת ערכה לתיקון דנ”א, הכוללת מספריים מבוססי חלבונים ומולקולות חומצות הגרעין שמנחות אותם – ורצפי הדנ”א להחלפת הגן הפגום, הצוות הביא באמצעות בקולו-וירוס מהונדס אחד עותק בריא של גן הפודוצין בצמוד למנגנון ה- 9CRISPR/Cas והכניס אותו בדיוק של זוג בסיסים לתוך הגנום. זה איפשר להפוך את הפנוטיפ שגרם למחלה ולהחזיר את הפודוצין לפני התא.

למאמר המדעי

עוד בנושא באתר הידען:

• חוקרים באוניברסיטת תל אביב זיהו את המנגנון שגורם למותם של נוירונים בדיסאוטונומיה משפחתית – ומציעים טיפול ראשון מסוגו
• תכנון ניסויים קליניים בגישה מוכוונת מטופל
• “מיני מוח” מסייע לטפול במחלה מוחית נדירה וחשוכת מרפא בילדות