Terapia genowa polega na wprowadzeniu obcych kwasów nukleinowych (DNA lub RNA) do komórek. Wprowadzony materiał koduje pożądane białko nieobecne wcześniej w komórce. Białko ma za zadanie wpłynąć na procesy molekularne i wywrzeć efekt leczniczy. Terapia genowa może modyfikować DNA pacjenta jeszcze na inne sposoby, może wyciszać niepożądany materiał genetyczny lub nawet usuwać go z komórki. Niezależnie od metody działania, terapia genowa zmaga sięz szeregiem problemów. Duże koszty i skutki uboczne to jedne z nich. Część komórek może nie ulec transformacji, reszta może ucierpieć podczas stanu zapalnego wywołanego wprowadzeniem leczniczego materiału genetycznego. Naukowcom udało się niedawno dokonać odkrycia, które może odłożyć te problemy do lamusa.
Badacze z MIT, The Broad Institutei Rockefeller University połączyli bakteryjne białko Cas9z nicią RNA i użyli go do pocięcia DNA wirusa. EnzymCas9 jest w stanie zerwać wiązanie miedzy nukleotydami, jeżeli RNA nakieruje go na odpowiedni fragment genomu. Enzym wycina zbędny fragment DNA, zostawia gen nie aktywnym lub zostawia lukę, która może zostać uzupełniona przez lecznicze DNA.
Harvardzki profesor George Church twierdzi, że kompleks Cas9-RNA jest pięć razy bardziej wydajny niż metoda TALEN (Transcription Activator-Like Effector Nucleases) oraz metoda palca cynkowego. Obydwie te metody wymagają syntezy zupełnie nowego genu, który będzie kodował „białko rozpoznawcze” indywidualne dla każdego nowego miejsca DNA. Nowa technika wykorzystuje pojedyncze białko, który wymaga tylko niewielkiej cząsteczki RNA rozpoznającej miejsce cięcia. Kompleks Cas9-RNA jest łatwiejszy do wyprodukowania niż białko Talen, oraz, co ważne, jest mniejszy. Dzięki temu można dostarczyć go do komórki wydajniej i zaprogramować wiele cięć na raz. Kompleks wykazuje też mniejszą toksyczność w komórkach ssaków w porównaniu do innych technik. System działa zarówno w komórkach ludzkich jak i bakteryjnych. Nowa technika jest też niesamowicie tania, ponieważ bazuje na jednym białku, które można pozyskiwać w masowych ilościach z systemu odpornościowego bakterii. Jedyne, co muszą zrobić badacze, to dodać „adres” RNA, aby Cas9 mogła pociąć DNA w odpowiednim miejscu.
Mając dostęp do tak wydajnej modyfikacji cząsteczki DNA można opracować trapie chorób takich jak AIDS. Metoda ta znajdzie też zastosowanie w inżynierii genetycznej. Być może wewnątrz bakterii kryje się więcej przydatnych enzymów zdolnych do manipulacji DNA roślin i zwierząt.
Przeczytaj również:
Terapia genowa po raz pierwszy w Europie
Wyciszanie genów dopuszczone jako terapia hipercholesterolemii rodzinnej
Łukasz Kałużny
Źródła:
KOMENTARZE