Sindromul Down este cauzat de o copie suplimentară a cromozomului 21, ceea ce duce la o serie de diferențe în dezvoltare. Cercetătorii caută de mult timp strategii pentru a corecta această duplicare, deoarece intervențiile actuale nu abordează direct sursa genetică a problemei.
Lucrări recente indică o abordare promițătoare folosind metode bazate pe CRISPR, conform site-ului earth.com, preluat de TVRInfo. Ryotaro Hashizume și colegii săi de la Universitatea Mie din Japonia au demonstrat că este posibil să elimine cromozomul suplimentar din celulele afectate, ceea ce pare să readucă comportamentul acestora mai aproape de cel normal.
Sindromul Down afectează aproximativ 1 din 700 de nou-născuți în Statele Unite. Cromozomul suplimentar, cunoscut sub numele de trisomie 21, perturbă o serie de procese importante în organism, ducând adesea la dificultăți de învățare, trăsături fizice distinctive și anumite probleme de sănătate. Această copie genetică în plus crește activitatea genelor peste nivelurile normale. Celulele sunt suprasolicitate, deoarece conțin material genetic suplimentar care influențează modul în care sunt utilizate genele și fabricate proteinele. CRISPR-Cas9 este un sistem de editare genetică versatil care folosește o enzimă pentru a recunoaște secvențe ADN specifice. Odată localizată regiunea țintă, enzima taie lanțurile de ADN.
Oamenii de știință proiectează cu grijă ghiduri CRISPR pentru a viza doar cromozomul nedorit. Această tehnică se numește editare alel-specifică și ajută la direcționarea exactă a enzimei. Grupul lor a descoperit că eliminarea copiei în plus a normalizat adesea expresia genelor în celule crescute în laborator. Celulele tratate au revenit la tipare obișnuite de producere a proteinelor. De asemenea, au avut rate de supraviețuire mai bune în anumite teste, ceea ce indică faptul că povara genetică suplimentară a fost redusă cu succes.
Tehnica este departe de a putea fi folosită în clinică, așa că nu va fi disponibilă în tratamente de rutină prea curând. Totuși, cercetătorii iau în calcul dacă astfel de editări pot fi aplicate și în celule care formează creierul și alte țesuturi. Posibilitatea de a elimina material genetic în exces din celule care nu se mai divid este de asemenea interesantă. Multe celule din organism nu se mai divid după maturare, însă rezultatele echipei sugerează că aceste celule ar putea beneficia totuși de îndepărtarea cromozomului suplimentar.
În testele ulterioare, cercetătorii au analizat cum s-a schimbat activitatea genelor după eliminarea cromozomului suplimentar. Au observat că genele legate de dezvoltarea sistemului nervos au devenit mai active, în timp ce cele implicate în metabolism au fost reduse.
Această schimbare ar putea explica modul în care corectarea dezechilibrului cromozomial influențează comportamentul general al celulei și susține rezultatele anterioare care arătau că cromozomul 21 în plus perturbă dezvoltarea creierului în stadiile timpurii ale sarcinii.
Cercetătorii nu și-au testat metoda doar pe celule stem cultivate în laborator, ci și pe fibroblaste din piele – celule mai mature, non-stem, prelevate de la persoane cu sindrom Down. Chiar și în aceste celule complet dezvoltate, metoda a reușit să elimine cromozomul suplimentar într-un număr semnificativ de cazuri. Acest rezultat sugerează posibilități mai largi pentru corectarea problemei genetice în diferite tipuri de celule din corp. După îndepărtarea cromozomului suplimentar, celulele corectate au crescut puțin mai repede și au avut un timp de dublare mai scurt comparativ cu celulele netratate. Aceste schimbări sugerează că eliminarea cromozomului în plus poate reduce stresul biologic care încetinește creșterea celulară.
De asemenea, celulele corectate au produs mai puțini compuși oxidanți reactivi – substanțe nocive asociate cu degradarea celulară și îmbătrânirea.
Nivelurile mai scăzute ale acestor molecule indică o funcționare mitocondrială îmbunătățită și o stare generală mai bună a celulelor. Unele dintre tăieturile CRISPR pot afecta cromozomii sănătoși. Cercetătorii lucrează la rafinarea moleculelor-ghid pentru a se lega doar de copia suplimentară a cromozomului 21. Ei analizează și modalități de a preveni ca sistemele de reparare ale celulei să anuleze sau să greșească modificările dorite. Cu muncă suplimentară, metoda ar putea deveni mai sigură și eficientă pentru o gamă largă de țesuturi.
Dacă aceste rezultate preliminare vor fi confirmate în studii suplimentare, cercetătorii ar putea concepe într-o zi terapii care să reducă supraîncărcarea genetică direct de la sursă. Această abordare ar putea fi folosită pentru țesuturi cultivate în laborator sau celule stem destinate tratamentelor regenerative. Specialiștii subliniază că aceste descoperiri nu garantează o cale rapidă către un tratament. Totuși, cercetarea evidențiază modul în care CRISPR ar putea ajuta la corectarea unor dezechilibre genetice fundamentale care provoacă afecțiuni frecvente.
Proiectul demonstrează că CRISPR poate elimina un întreg cromozom, nu doar să facă mici corecturi. Este un progres major în ceea ce poate realiza editarea genomului.
Cercetătorii vor continua, probabil, să analizeze riscurile modificărilor extinse ale ADN-ului și să verifice cum se comportă aceste celule modificate pe termen lung și dacă rămân sănătoase în condiții reale.
