ננו-התקן חדש לריפוי גנטי

היכולת להעביר רצפי גנים או דנ”א מבע”ח אחד לגנום של בע”ח אחר נוטלת תפקיד חיוני במחקר הרפואי של מחלות כגון סרטן, מחלת אלצהיימר וסכרת.

היכולת להעביר רצפי גנים או דנ”א מבע”ח אחד לגנום של בע”ח אחר נוטלת תפקיד חיוני במחקר הרפואי של מחלות כגון סרטן, מחלת אלצהיימר וסכרת.

כיום, השיטה הנפוצה ביותר להחדרת חומר גנטי לתוך תא חדש – מיקרו-הזרקה – היא בעלת חיסרון משמעותי – בשיטה זו משתמשים במחט חלולה על מנת להחדיר נוזל גדוש בדנ”א לתוך גרעיני התא של ביצית, אולם הנוזל המיותר גורם לתא להתנפח ולמות ב-40% מהמקרים.

כעת, צוות בינתחומי של מדענים מאוניברסיטת בריגהם יאנג (BYU) בארה”ב פיתח דרך שבה ניתן להפחית באופן משמעותי את שיעורי התמותה במהלך החדרת הדנ”א לביצית. החוקרים יצרו התקן הזרקה מיקרוסקופי המחדיר את הדנ”א לתאים באמצעות כוחות חשמליים.

“מאחר והדנ”א הוא חומר הטעון שלילית באופן טבעי, הוא נמשך לחלקו החיצוני של ההתקן החדש שלנו המורכב ממטען חיובי,” מסביר Brian Jensen, פרופסור להנדסה מכאנית באוניברסיטה. “ברגע שאנו מחדירים את ההתקן לתוך התא, אנו פשוט הופכים את הקיטוב של השדה החשמלי וההתקן מזרים בעצמו את חומר המילוי (דנ”א או רצף ביולוגי אחר) לתוך פנים התא.”

בזכות העובדה כי ההתקן זעיר בגודלו פי עשרה מההתקנים הקיימים וכי לא נעשה כל שימוש בנוזל מיותר, התאים חווים הרבה פחות לחץ בהשוואה לתהליך הרגיל של מיקרו-הזרקה, ולפיכך, הם בעלי שיעורי שרידות גבוהים הרבה יותר. החוקרים מתארים את תהליך “ננו-ההזרקה המטמורפית” שלהם במאמר שפורסם בכתב-העת המדעי Review of Scientific Instruments.

כעת, החוקרים מנצלים את השיטה על מנת להזריק דנ”א לתוך זיגוטות (ביציות מופרות) של עכברים. “טכנולוגיית המיקרו-הזרקה לא התקדמה באמת במהלך 50 השנים האחרונות מאז המצאתה,” אומר החוקר הראשי. “הסרת הצורך להזריק בלחץ את החומר הנדרש לתוך גרעין התא תוך מעבר להתקן החדש מהווה יתרון כביר. לא רק שהתהליך החדש משפר את אחוזי השרידות של התא, אלא שהוא גורם לפחות נזק מבחינת ההתפתחות העתידית של התא.”

במאמר שפורסם לאחרונה בכתב-העת המדעי Transgenic Research, הצוות מצא כי 77.6% מהביציות המופרות שלתוכן הוזרקו חומרים בעזרת ננו-הזרקה התפתחו לשלב של ביצית בעלת שני תאים בהשוואה לשיעור של 54.7% בשיטת המיקרו-הזרקה. המטרה העיקרית ליצירת בע”ח טרנסגניים היא לשם חקר מחלות גנטיות או זיהומיות. באמצעות שינוי הגנים של העכבר כך שיבטא בתוכו מחלות אנושיות, החוקרים יכולים לאסוף מידע רב-תובנות באשר לטיפולים ושיטות ריפוי עתידיים כנגד מחלות אלו.

אחד מהממצאים החשובים ביותר של החוקרים היה שניתן להשתמש בכוחות חשמליים על מנת להחדיר את הדנ”א לתוך הגרעינים של התא מבלי להצמיד את ההתקן לתוך הפרו-גרעין (המבנה התאי המכיל את הדנ”א התאי). משמעות הדבר היא כי ניתן לבצע את ההזרקה גם בבע”ח בעלי עוברים אטומים או עכורים. “בע”ח מסוג כזה, לרבות בע”ח חשובים רבים כגון חזירים, יהיו בעלי ערך חשוב עבור שלל טכנולוגיות טרנסגניות,” מוסיף החוקר. “אנו מאמינים כי שיטת הננו-ההזרקה החדשה שלנו תסלול את הדרך לתחומי מחקר חדשים בבע”ח מעין אלו.”

הידיעה על המחקר