Mokslo festivalis „Erdvėlaivis Žemė“ kviečia daugiau sužinoti apie tai, kaip laboratorijoje redaguojami genai ir kaip nauji metodai pritaikomi gydymui, rašoma organizatorių pranešime žiniasklaidai.
Kai virusas tampa sąjungininku
Jau sukurta nemažai skirtingų CRISPR-Cas genų redagavimo (genų žirklių) įrankių, kurie gali būti naudojami laboratorijoje norint pakeisti DNR ar RNR sekas ląstelėse. Vis dėlto į ląsteles šiems įrankiams patekti nėra lengva. Ir čia atsiranda vienas svarbiausių iššūkių: kaip saugiai ir efektyviai pristatyti juos į ląsteles?
Gali skambėti netikėtai, tačiau į pagalbą mokslininkai dažnai pasitelkia virusus. Nors įprastai virusai siejami su ligomis, laboratorijose virusus galima pakeisti taip, kad jie nebekeltų pavojaus žmogaus sveikatai. Tokie modifikuoti virusiniai vektoriai padeda genų redagavimo įrankiams patekti tiksliai ten, kur reikia, ir atlikti savo užduotį.
Nevirusiniai vektoriai: lipidinės nanodalelės
Palyginti su virusiniais vektoriais, iš lipidų (riebalų) pagamintos nanodalelės (LNPs) yra saugesnės ir pigesnės. Šie transportiniai vektoriai pasižymi tuo, kad yra biologiškai skaidomi, nesukelia neigiamo imuninio atsako, galima lengvai keisti jų dydį ir sudėtį. LNPs naudojamos vaistams pristatyti jau kelis dešimtmečius. O pastaraisiais metais LNP komponentai buvo optimizuoti ir genetiniams įrankiams efektyviai pristatyti į ląsteles.
Vilniaus universiteto Gyvybės mokslų centro mokslininkai kuria LNPs, įkvėptas apvalkalėtų virusų lipidų sudėties. Jas sudaro sintetiniai lipidai, kurie reikalingi DNR kompleksavimui ir endosomų (ląstelės viduje esančių struktūrų, atsakingų už medžiagų, įsisavintų iš aplinkos, transportavimą ir rūšiavimą) išlaisvinimui.
LNPs taip pat sudaro natūralūs ir sintetiniai pagalbiniai lipidų rinkiniai, palaikantys šių nanodalelių struktūrą ir jas stabilizuojantys. Cholesterolis ir PEG-lipidai reikalingi LNPs stabilumui, susiliejimui ir cirkuliacijai pagerinti.
Keičiant lipidinių nanodalelių struktūrą ir sudėtį, galima sukurti skirtingų savybių lipidų nanodaleles, kurios efektyviai perneša genus į skirtingus audinius.
Nuo laboratorijos iki paciento
Genų redagavimo įrankiai atveria naujų galimybių gydyti genetines ligas, kurių iki šiol nebuvo įmanoma įveikti arba jos buvo gydomos tik simptomus lengvinančiais vaistais, nepašalinant ligos priežasties. Jau patvirtintas pirmosios CRISPR-Cas terapijos – „Casgevy“, skirtos pjautuvinei anemijai ir beta-talasemijai gydyti, klinikinis naudojimas.
Nuo tada, kai CRISPR komponentai buvo atrasti, iki pirmosios sėkmingos terapijos praėjo vos 11 metų – tai nepaprastai trumpas laikas mokslo istorijoje.
Tačiau daugeliui kitų genų redagavimo terapijų dar tenka įveikti sudėtingų iššūkių: nuo griežtų reguliavimo reikalavimų iki klausimų dėl procedūrų saugumo, tikslumo ir ilgalaikio efektyvumo. Kiekviena potenciali terapija turi pereiti išsamius ikiklinikinius (atliekamus su ląstelėmis ir gyvūnais) ir klinikinius (su žmonėmis) tyrimus, kuriuose kruopščiai vertinama, ar galima saugiai ir veiksmingai taisyti (redaguoti) su tiriama liga susijusias DNR mutacijas žmogaus genome, nepažeidžiant kitų sričių. Nepaisant iššūkių, genų redagavimo technologijų pažanga jau atveria duris į personalizuotą mediciną.
Daugiau sužinosite mokslo festivalyje „Erdvėlaivis Žemė“, apsilankę paskaitoje „Genų redagavimo kelias: nuo idėjos iki ląstelės“ rugsėjo 17 d. 10 val. Vilniaus universiteto Gyvybės mokslų centro R402 auditorijoje (Saulėtekio al. 7, Vilnius; būtina registracija).
