Naukowcy przeprowadzili szereg testów behawioralnych, aby potwierdzić, że myszy poddane edycji genów zachowały wzrok nawet w starszym wieku. (Obraz Adobe Stock)

Naukowcom z Chin udało się przywrócić wzrok myszom z barwnikowym zwyrodnieniem siatkówki, jedną z głównych przyczyn ślepoty u ludzi.

Badanie, opublikowane w tym miesiącu w czasopiśmie Journal of Experimental Medicinewykorzystuje nową, wysoce wszechstronną formę edycji genomu opartą na CRISPR, która może korygować szeroką gamę mutacji genetycznych powodujących choroby.

Zgodnie z komunikatem prasowym, naukowcy wykorzystali wcześniej edycję genomu, aby przywrócić wzrok myszom z chorobami genetycznymi, takimi jak wrodzona ślepota Lebera, które wpływają na nabłonek barwnikowy siatkówki, warstwę komórek nieneuronalnych w oku, która obsługuje światło- wyczuwające pręciki i czopki fotoreceptorów. Jednak większość dziedzicznych postaci ślepoty, w tym barwnikowe zwyrodnienie siatkówki, jest spowodowana defektami genetycznymi samych neuronalnych fotoreceptorów.

„Zdolność do edycji genomu neuronalnych komórek siatkówki, zwłaszcza niezdrowych lub umierających fotoreceptorów, dostarczyłaby znacznie bardziej przekonujących dowodów na potencjalne zastosowania tych narzędzi do edycji genomu w leczeniu chorób takich jak zwyrodnienie barwnikowe siatkówki” – mówi Kai Yao, profesor w Wuhan University of Science and Technology, powiedział w komunikacie prasowym.

Barwnikowe zwyrodnienie siatkówki może być spowodowane mutacjami w ponad 100 różnych genach i szacuje się, że upośledza wzrok u 1 na 4000 osób. Rozpoczyna się dysfunkcją i śmiercią słabych światłoczułych pręcików, zanim rozprzestrzeni się na komórki czopków wymagane do widzenia kolorów, ostatecznie prowadząc do poważnej, nieodwracalnej utraty wzroku.

W wieku czterech miesięcy siatkówki myszy niosących mutację w genie kodującym PDE6β (po lewej) są cienkie i pozbawione fotoreceptorów pręcików (czerwone). Ale myszy, u których skorygowano tę mutację za pomocą systemu PESpRY (po prawej), mają znacznie grubsze siatkówki zawierające liczne pręciki. (Zdjęcie dzięki uprzejmości Huan Qin i in)

Yao i współpracownicy próbowali uratować wzrok myszy z barwnikowym zwyrodnieniem siatkówki spowodowanym mutacją w genie kodującym krytyczny enzym o nazwie PDE6β. W tym celu zespół Yao opracował nowy, bardziej wszechstronny system CRISPR o nazwie PESpRY, który można zaprogramować tak, aby korygował wiele różnych typów mutacji genetycznych, niezależnie od tego, gdzie występują w genomie.

System PESpRY, zaprogramowany tak, aby celował w zmutowany gen PDE6β, był w stanie skutecznie skorygować mutację i przywrócić aktywność enzymu w siatkówkach myszy. Zapobiegło to śmierci fotoreceptorów pręcików i czopków oraz przywróciło ich normalne reakcje elektryczne na światło.

Zgodnie z komunikatem prasowym, Yao i jego współpracownicy przeprowadzili szereg testów behawioralnych, aby potwierdzić, że myszy poddane edycji genów zachowały wzrok nawet w starszym wieku. Na przykład zwierzęta były w stanie znaleźć wyjście z labiryntu wodnego kierowanego wzrokowo prawie tak dobrze jak normalne, zdrowe myszy i wykazywały typowe ruchy głową w odpowiedzi na bodźce wzrokowe.

Yao ostrzega, że ​​nadal pozostaje wiele do zrobienia, aby ustalić zarówno bezpieczeństwo, jak i skuteczność systemu PESpRY u ludzi.

„Jednak nasze badanie dostarcza istotnych dowodów na przydatność in vivo tej nowej strategii edycji genomu i jej potencjał w różnych kontekstach badawczych i terapeutycznych, w szczególności w przypadku dziedzicznych chorób siatkówki, takich jak barwnikowe zwyrodnienie siatkówki” – podsumował Yao w komunikacie prasowym.

Odniesienie:

1. Huan Qin, Wenliang Zhang, Shiyao Zhang, Yuan Feng, Weihui Xu, Qian Zhang, Chunxiu Xu, Shanshan Liu, Jia Zhang, Yushuang Lei, Wanqin Liu, Shuyu Feng, Jingjing Wang, Xuefei Fu, Zifen Xu, Ping Li, Kai Yau. Ratowanie wzroku poprzez nieograniczoną edycję pierwszorzędną in vivo w zdegenerowanych siatkówkach nerwowych. J Exp Med (2023) 220 (5): e20220776. doi: