Nowe spojrzenie na naturę chorób powodowanych ekspansją trójnukleotydowych powtórzeń (TREDs) zaprezentował zespół profesora Krzyżosiaka z Instytutu Chemii Bioorganicznej PAN w Poznaniu. Naukowcy zaobserwowali, iż transkrypty zmutowanych genów zaangażowanych w rozwój tych chorób indukują zjawisko interferencji RNA, służąc jako substrat dla enzymu Dicer. Ponadto autorzy opierając się na wynikach doświadczeń, nakreślili obiecującą wizję leczenia za pomocą siRNA pacjentów dotkniętych chorobami TREDs. Wyniki badań poznańskich uczonych zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie „Molecular Cell”.

TREDs (triplet repeat expansion diseases) jest wspólną nazwą dla wielu jednostek chorobowych, powodowanych występowaniem nadmiernej ilości trójnukleotydowych powtórzeń (najczęściej typu CNG) w genach istotnych dla rozwoju poszczególnej choroby. W normalnej populacji powtórzenia te są wysoce polimorficzne i jak się uważa, nie mają negatywnego wpływu na fenotyp, póki nie osiągną pewnej krytycznej długości. Po jej przekroczeniu może dojść do powstania wadliwie funkcjonujących produktów białkowych i rozwoju choroby. Do grupy TREDs należą takie neurodegeneracyjne i neuromięśniowe schorzenia jak pląsawica Huntingtona, dystrofia miotoniczna, ataksje rdzeniowo-móżdżkowe, czy zespół łamliwego chromosomu X.

W swojej pracy naukowcy spostrzegli, iż trójnukleotydowe powtórzenia CNG występujące w transkryptach zmutowanych genów związanych z TREDs, tworzą drugorzędowe struktury typu „spinki do włosów” (przy czym co trzeci nukleotyd w takim układzie nie ulega parowaniu) i są cięte przez Dicer. Aktywność tego enzymu prowadzi to do powstania 21 nukleotydowych siRNA, które wchodząc w szlak RNAi, pośredniczą w wyciszaniu innych, komplementarnych do siebie  transkryptów.

Ponadto transfekcja fibroblastów pochodzących od pacjentów cierpiących na dystrofię miotoniczną, pląsawicę Huntingtona i ataksję rdzeniowo-móżdżkową syntetycznymi siRNA zbudowanymi z siedmiu trójnukleotydowych powtórzeń CAG i CUG, skutkowała specyficzną degradacją transkryptów zmutowanych alleli, nie wpływając na normalne transkrypty, posiadające krótką ilość powtórzeń. Świadczy to o występowaniu progowej długości trójnukleotydowych powtórzeń w mRNA, powyżej której transkrypt jest podatny na wyciszanie drogą interferencji RNA i w efekcie umożliwia selektywne wyciszenie jedynie zmutowanego genu.

Rezultaty badań dowodzą, iż zjawisko interferencji RNA jest bardziej wszechstronne niż dotąd sądzono oraz rzucają nowe światło na opartą na siRNA, terapię chorób TREDs. W jaki sposób siRNA w kompleksie RISC oddziaływuje z docelowymi strukturami „spinki do włosów” i czemu dłuższe formy tych struktur są bardziej preferowane przez maszynerię RNAi od form krótszych, jeszcze nie wiadomo, lecz prace nad rozwikłaniem tych zagadek trwają.

Oprac.: Paweł Świtoński
Źródło: Molecular Cell 2007 Feb 23;25(4):575-86