Epigenom -editori tukahduttaa geenit, jotka aiheuttivat kuolemaan johtavia aivosairauksia

Ein molekulares Bearbeitungswerkzeug, das klein genug ist, um ins Gehirn geliefert zu werden, stoppt die Produktion von Proteinen, die Prionenkrankheiten verursachen. Erfahren Sie mehr über die Entdeckung von CHARM und seine potenzielle Anwendung bei neurodegenerativen Störungen.
Molekyylin koneistustyökalu, joka on riittävän pieni, jotta ne toimitetaan aivoihin, pysäyttää prionisairauksien aiheuttavien proteiinien tuotannon. Lisätietoja viehätyksen löytämisestä ja sen mahdollisesta käytöstä neurodegeneratiivisissa häiriöissä. (Symbolbild/natur.wiki)

Epigenom -editori tukahduttaa geenit, jotka aiheuttivat kuolemaan johtavia aivosairauksia

Molekyylinkäsittelytyökalu, joka on riittävän pieni, jotta ne toimitetaan aivoihin, lopettaa proteiinien tuotannon, jotka aiheuttavat prionisairauksia, harvinaisen mutta kuolemaan johtavan ryhmän neurodegeneratiivisia häiriöitä.

Järjestelmä - joka tunnetaan nimellä "kytketty histoni metyylitransferaasin (viehätys) automaattiseen vapautumiseen" - muuttaa "epigenoomaa", kemiallisen päivän kokoelmaa, joka on sitoutunut DNA: hon ja vaikuttaa geenin aktiivisuuteen. Hiirissä viehätys toi geenin hiljaisuuteen, mikä tuottaa haitallisia proteiineja, jotka aiheuttavat prionisairauksia useimmissa aivojen neuroneissa muuttamatta sekvenssiä.

viehätys on ensimmäinen askel turvallisen ja tehokkaan "yhden hoidon" kehittämisessä taudin aiheuttavien proteiinien tasoa, sanoo Philadelphian Pennsylvanian yliopiston bioinsinööri Madelynn Whittaker. Tulokset julkaistiin nyt osoitteessa tiede 1

"Järjestelmä korjaa merkittäviä haasteita, joiden kanssa entiset epigeneettiset prosessointijärjestelmät kohtasivat", sanoo Whittaker, joka seurasi mukana Science.org/doi/10.1126/science.adq3334" Click "Data-Label = "

prionisairaudet johtuvat väärin laskostuneista prioniproteiineista (PRP), jotka rypistyvät yhteen ja tuhoavat neuronit. Tämä voi johtaa sellaisiin valtioihin, kuten kohtalokkaan perheen unenomaisen oireyhtymän - harvinaiseen geneettiseen sairauteen, joka estää ihmisiä nukkumasta ja johtaa kuolemaan. Vaikka prionisairaudet ovat parantumattomia, lääkkeet, joita kutsutaan antisense-oligonukleotideiksi (ASOS), ovat osoittaneet joitain lupaavia tuloksia. Nämä lyhyet, yksijuosteiset molekyylit sitoutuvat viallisiin lähetti-RNA-sekvensseihin ja lisäävät tai vähentävät proteiinin ilmentymistä. Aikaisemmat tutkimukset hiiristä, jotka olivat tartunnan saaneet PRP: n väärät versiot, ovat osoittaneet, että ASOS vähentää näiden proteiinien ekspressiota ja laajentaa LifeSpan 2 . Mutta lääkitys vaatii useita injektioita pitkän aikavälin terapeuttisen vaikutuksen saavuttamiseksi ja voi johtaa sivuvaikutuksiin, kuten maksavaurioihin, Whittaker sanoo.

Vuonna 2021 Cambridgen Massachusetts Institute of Technology Institute in Cambridge -instituutin biokemisti Jonathan Weissman ja hänen tiiminsä Crisproff

uusi editor

tämän ratkaisemiseksi Weissman ja hänen tiiminsä kehittävät viehätysvoimaa, jota molekyylit kutsuivat sinkkisormenproteiineja, joita käytetään ohjaamaan geenejä. Nämä proteiinit ovat riittävän pieniä, jotta ne voidaan toimittaa AAV -vektoriin.

Tutkijat muuttivat viehätysvoimaa DNA-metyylitransferaasimolekyylien rekrytoida ja aktivoida komponentteja, jotka sijaitsevat soluissa ja kiinnittävät metyyliryhmät DNA: han, mikä aiheuttaa saman muutoksen. Tämä vähentää myrkyllisiä vaikutuksia, jotka liittyvät solun ulkopuolelta tulevien molekyylien lisäämiseen, Weissman sanoo. "Ainoa asia, jonka olemme muuttuneet solussa, oli hänen kykynsä ekspressoida prioniproteiinia", hän sanoo.

Kun tutkijat toimittivat viehätysvoiman terveiden hiirten aivoille, he havaitsivat, että PRP-ekspressio koko aivoissa vähensi yli 80%-vähimmäistason yläpuolella, jota tarvitaan terapeuttiseen vaikutukseen. Weissman ja hänen tiiminsä ovat myös rakentaneet viehätysvoimaa siten, että se sammuu sen jälkeen, kun se on päättänyt pelityöt, mikä estää sitä tekemästä kopioita itsestään, mikä voi johtaa haitallisiin sivuvaikutuksiin.

Charmin takana olevaan joukkueeseen kuuluu Sonia Vallabh ja hänen aviomiehensä Eric Vallabh Miniikel, PRION -tutkija Cambridgen MIT: n laajassa instituutissa ja Harvardin yliopistossa. Vallabh periutumattoman oireyhtymän takana olevan mutaation, ja kaksitoista vuotta sitten Vallabh ja minicel muuttivat uransa tutkimaan sairauden hoitoja. Vallabh sanoo, että Charm tuo hänen "valtavan luottamuksen". Se lisää, että lääkekehitys on tyypillisesti hidasta, mutta työ osoittaa, kuinka nopeasti uusia lähestymistapoja voidaan kehittää oikean joukkueen kanssa. "Se, mitä voit saavuttaa lyhyessä ajassa, on uskomatonta", Vallabh sanoo. "Vasta kaksi vuotta sitten ja kuukausi sitten kohtaamme Jonathania ensimmäistä kertaa ajatuksen kanssa työskennellä yhdessä, ja nyt olemme täällä."

viehätys voi myös hoitaa muita tauteja, jotka johtuvat epänormaalien proteiinien, kuten Parkinsonin ja Alzheimerin rakenteesta. "Tiedämme, että epigeneettinen mykistys ei toimi jokaisessa geenissä, vaan suurimmassa osassa geenejä", hän sanoo.

Jacob Goell, tutkija, joka kehitti epigenomin prosessointityökaluja Rice Universityssä Houstonissa, Texasissa, on optimistinen siitä, että viehätys tulee yhtenä päivänä klinikalla. Mutta lisää kattavaa työtä on välttämätöntä arvioida, kuinka työkalu ja sen aiheuttamat muutokset ovat vuorovaikutuksessa solujen geneettisen koneen kanssa, etenkin pidempien ajanjaksojen aikana.

Seuraava askel on tutkia, kuinka viehätys toimii AAV -vektorissa, joka voi kohdistaa ihmisen aivojen neuroneihin. "Tämä on seuraava iso haaste", hän sanoo.

    Ra

    Neumann, E. N. et ai. Science 384 , EADO7082 (2024).

    artikkeli  

    Ra

    Raymond, G. J. et ai. JCI Insight 5 , E131175 (2019).

    Artikkeli
     

    Ra

    nuñez, J.K. et ai. solu 184 , 2503–2519 (2021).

    artikkeli
    pubmedeferenz 3 "

"" "