Penyelidik menggunakan penyuntingan pranatal dalam model praklinikal untuk membetulkan penyakit penyimpanan lisosom

bayi

Menambah banyak literatur yang menunjukkan kemungkinan untuk memperbaiki penyakit genetik mematikan sebelum kelahiran, para penyelidik di Hospital Kanak-kanak Philadelphia (CHOP) telah menggunakan penyuntingan asas DNA dalam model tetikus pranatal untuk membetulkan penyakit penyimpanan lysosomal yang dikenali sebagai sindrom Hurler. Dengan menggunakan penyunting asas adenin yang disertakan dalam vektor virus yang berkaitan dengan adeno, para penyelidik membetulkan mutasi asas tunggal yang bertanggungjawab terhadap keadaan ini, yang bermula sebelum kelahiran dan mempengaruhi banyak organ, dengan potensi menyebabkan kematian pada masa kanak-kanak jika tidak dirawat.

Penemuan ini diterbitkan hari ini di Alam Komunikasi.

"Kajian ini menunjukkan bahawa penyuntingan asas pranatal untuk sindrom Hurler dapat dilaksanakan dalam model tetikus preklinikal," kata pengarang kanan William H. Peranteau, MD, seorang pakar bedah di Bahagian Pembedahan Umum, Thoracic dan Fetal di CHOP dan Adzick-McCausland Distinguished Kerusi dalam Pembedahan Janin dan Pediatrik. "Selain menunjukkan manfaat mengobati penyakit sebelum kelahiran, kami juga menunjukkan beberapa pembetulan penyakit ini dengan penyuntingan dasar setelah kelahiran, menyoroti janji penyuntingan dasar sebelum dan selepas kelahiran untuk sindrom Hurler."

Sindrom Hurler, juga dikenali sebagai Mucopolysaccharidosis Type I (MPS-IH), adalah penyakit penyimpanan lysosomal yang menyerang kira-kira 1 dari 100,000 bayi di dunia Barat dan biasanya disebabkan oleh satu mutasi asas DNA, di mana terdapat adenin dan bukannya guanin. Pada usia 6 bulan, kanak-kanak dapat mengalami pembengkakan hati dan limpa, hernia dinding perut, kelainan muskuloskeletal, degenerasi retina dan neurokognitif, dan penyakit jantung. Tidak dirawat, pesakit boleh mati akibat komplikasi kardiorespirasi pada usia 5 hingga 10 tahun. Walaupun dengan rawatan, pesakit mengalami komplikasi, kerana terapi semasa mempunyai keberkesanan yang terhad, terutama dengan permulaan yang tertunda.

Kerana patologi penyakit ini bermula sebelum kelahiran, pasukan penyelidik melihat sindrom ini sebagai calon untuk rawatan pranatal. Dengan tujuan ini, para penyelidik menggunakan penyuntingan asas CRISPR, yang hanya memerlukan rehat DNA sehelai helai dan dianggap lebih cekap dan lebih selamat daripada pendekatan penyuntingan lain, untuk mengubah adenin bermutasi menjadi guanin dalam model tetikus MPS-IH.

Para penyelidik menggunakan vektor virus serotype 9 (AAV9) yang berkaitan dengan adeno untuk menyampaikan penyunting asas kepada model tetikus janin. Mereka menunjukkan bahawa tikus yang dirawat pranatal menunjukkan peningkatan kelangsungan hidup dan peningkatan penyakit metabolik, kerangka, dan jantung. Yang perlu diperhatikan, para penyelidik memerhatikan sel yang diperbaiki tidak hanya di hati, tetapi juga di jantung, menunjukkan rawatannya berkesan pada pelbagai organ.

Untuk menilai kemungkinan rawatan selepas kelahiran, para penyelidik menguji pendekatan pada tikus MPS-IH berusia 10 minggu dan memerhatikan penyuntingan tepat sasaran di jantung dan hati, yang juga dikaitkan dengan peningkatan jantung. Walaupun model kawalan dengan penyakit ini mengalami penurunan jantung antara 4 dan 6 bulan, kadang-kadang mengakibatkan kematian, tikus yang dirawat selepas kelahiran menunjukkan penyakit jantung pada usia 4 bulan, tetapi perkembangannya perlahan antara usia 4 dan 6 bulan. Sama dengan tikus yang dirawat sebelum kelahiran, tidak ada tikus yang dirawat selepas kelahiran mati oleh titik akhir kajian.

"Memandangkan permulaan penyakit pranatal, potensi diagnosis pranatal non-invasif, dan sifat penyakit yang progresif dan lebih sakit, sindrom Hurler dan penyakit penyimpanan lisosomal lain merupakan sasaran menarik untuk rawatan sebelum kelahiran," kata Peranteau. "Walaupun keselamatan pendekatan ini untuk ibu dan janin masih perlu dicirikan dengan ketat sebelum terjemahan klinikal, kajian bukti konsep ini menawarkan harapan untuk penyakit genetik dengan rawatan pasca kelahiran yang terhad."