Orak hücre hastalığı zayıflatıcıdır. Hatalı genetik kod nedeniyle, kırmızı kan hücreleri yuvarlak ve dolgun halden kan damarlarını kazıyan ve delen sivri uçlu canavarlara dönüşür. Zamanla semptomlar birikir ve sonunda karaciğer, kalp ve böbrekler gibi ana organlara zarar verir.

Hastalık tedavi edilemezdi - ta ki gen düzenlemesi gelene kadar.

2020 olarak, çığır açan teknoloji CRISPR kullananlar, en az yarım yıl boyunca altı hastada hastalık semptomlarını iyileştirdi. Zor bir yolculuktu: bilim adamları hatalı kan kök hücrelerini çıkardılar ve tekrar sağlıklı olmalarına yardımcı olmak için bir genetik anahtarı devre dışı bıraktılar. Hastalar daha sonra hastalıklı hücreleri yok etmek ve tasarlanmış hücre nakillerine yer açmak için yüksek dozda kemoterapi aldı. Hikâyenin mutlu bir sonu vardı: düzenlenmiş hücreler aşılandıktan sonra, bir genç arkadaşlarıyla acı çekmeden yüzmeye gidebilir ve çocukluktan zevk alabilirdi.

Yine de Hallmark sonu herkese açık değil. Hayat değiştiren ve etkili olmasına rağmen, "ex vivo" -vücut dışında- prosedür yalnızca birkaç şanslı kişiye fayda sağlayabilir. Zahmetli, karmaşık ve son derece maliyetlidir.

Benzer bir muameleyi kitlelere getirebilir miyiz?

Göre yeni bir çalışma, cevap geçici bir evettir. Pennsylvania Üniversitesi'nden bir ekip, gen düzenleme araçlarını nano ölçekli yağ damlalarına yükleyerek, farelerde kemik iliği içindeki hatalı kan hücrelerini doğrudan yeniden programlayan tek bir atış yarattı.

Benzer bir strateji kullanarak, toksik kemoterapiye ihtiyaç duymadan mevcut hastalıklı hücreleri öldürmenin akıllı bir yolunu da tasarladılar.

"Beni gerçekten etkileyen şey, kahretsin, ne kadar verimli olduğuydu," şuraya Çalışmaya dahil olmayan Güney Kaliforniya Üniversitesi'nden Dr. Paula Cannon.

Doğruca Kemik İliğine

Genetik kan hastalıkları acımasızdır. Orak hücre hastalığı bir yana, beta-talasemi gibi diğerleri, kırmızı kan hücrelerinin oksijen taşıma yeteneğini azaltarak şiddetli anemi, halsizlik ve kan pıhtılaşması riskinin artmasıyla sonuçlanır.

Tüm kan hücreleri, kemik iliği içindeki bir kök hücre yuvasından kaynaklanır. Hematopoietik kök hücreler olarak adlandırılan bu askerler, yaşam boyunca bölünerek sadece bize tam anlamıyla kan vermekle kalmaz, aynı zamanda bağışıklık sistemi için hücresel bir ordu oluşturur.

Kan hastalıklarının üstesinden gelmek için klasik yaklaşım, hastalıklı hücrelerin tamamen sağlıklı donör hücrelerle değiştirilmesi için bir kemik iliği naklidir. Ne yazık ki, uygun bir donör bulmak piyangoyu kazanmak gibidir; aile üyeleri bile potansiyel olarak yaşamı tehdit eden reddi en aza indirecek bağışıklık profiline sahip olmayabilir.

CRISPR sayesinde, bu günlerde hastaların başka bir seçeneği daha var: gen tedavisi. Burada hastanın kök hücreleri kemik iliğinden çıkarılır ve genetik hataları düzeltmek için düzenlenir. Bir sonraki adım, hastanın kök hücrelerini yok etmek için kemoterapi veya radyasyon kullanan ve genetiği değiştirilmiş kök hücrelere yer açan "şartlandırma"dır. Bu meşakkatli bir prosedür ve potansiyel olarak kısırlık veya DNA'ya zarar vermekten kaynaklanan kanser gibi korkunç yan etkilerle birlikte geliyor.

Gen terapisinin işe yaradığına şüphe yok. Koldaki tek bir iğneye basitleştirebilir miyiz?

Yağlı Bir Çözüm

Ekibin ilham kaynağı Covid-19 aşılarından geldi.

Teknolojinin merkezinde, lipid nanoparçacıkları adı verilen küçük yağlı damlacıklar bulunur. Hücrelere protein yapma talimatı veren haberci RNA'yı (mRNA) kapsüllerler. Bunu bir hamur tatlısı olarak hayal ediyorum: iç mRNA "doldurulmasını" değiştirerek, çok çeşitli ve çeşitli genetik materyali kapsüllemek mümkündür. Vücuda girdikten sonra, dolgu dışarı dökülür ve hücreyi o proteini yapmaya yönlendirir - örneğin, Covid-19 aşıları için spike proteini veya kan bozukluklarını tedavi etmek için mutasyona uğramış bir proteinin normal versiyonları.

O kadar kolay değil. Amaç, yağlı damlaların kemik iliğine bir kestirme yol yapmasıdır, ancak doğal olarak karaciğerin içinde birikirler. Geçici bir çözüm olarak ekip, kan kök hücreleri için bir hedef bulma cihazı olarak nanopartikülün yüzeyine anti-CD117 adı verilen ek bir protein ekledi.

Ekip, konseptin ilk kanıtı olarak lipit toplarını karanlıkta parlak bir şekilde parlayan bir proteini kodlayan mRNA ile yükledi. Daha sonra nano toplarla birlikte bir petri kabında farelerden alınan kan kök hücrelerini ve tüm kemik iliğini ıslattılar. Beklendiği gibi, dış protein dekoru olmayan lipit nanoparçacıklarına kıyasla, toplar hedeflerine koştu ve mRNA içeriklerini serbest bırakarak hücrelerin karanlıkta parlamasına neden oldu.

Ama asıl sınav canlı konaklardaydı. Ekip, belirli bir gen düzenleme türünün sonuçlarını "raporlamak" için genetik olarak düzenlenmiş farelere nanoparçacıkları enjekte etti; Bazı lekeler karaciğere yerleşse de, birçoğu kemik iliğine yerleşip kargolarını serbest bıraktı. Genel olarak, kan kök hücrelerinin yüzde 50'den fazlası kırmızıya döndü.

Etkileyici görünmeyebilir, ancak ekibe göre, düzenleme düzeyi birçok kan bozukluğunu tedavi etmek için yeterlidir.

kolay bir veda

Sağlıklı hücrelere yer açmak için kemik iliğinin şartlandırılması tedavinin gerekli bir parçasıdır. Bir sonraki adım olarak ekip, tasarımcı nanoparçacıkları ile kemoterapiye bir alternatifi test etti.

Hücreler doğal olarak ölür. Apoptoz adı verilen süreç -Yunanca "yaprakların nazikçe dökülmesi" anlamına gelen bir kelime-vücudu sağlıklı tutmak için hasarlı hücreleri emekli eder. Apoptoz, çoklu protein tetikleyicileri ve inhibitörleri ile sıkı bir şekilde düzenlenen bir süreçtir.

Burada, bilim adamları apoptoz için bir tetikleyici buldular ve genetik kodunu mRNA olarak nanoparçacıkların içine yerleştirdiler - esasen bir "kendi kendini yok etme" düğmesi. Farelere enjeksiyondan altı gün sonra, tedavi onların kan kök hücrelerinin bir kısmını sildi. Tam olmasa da seviye, bazı kan bozukluklarını düzeltmek için gereken kondisyon seviyeleri ile eşittir.

Drs, kemik iliğindeki kan kök hücrelerinin "yalnızca bir kısmının yerini alan" genetiğiyle oynanmış hücrelerin "birçok hastalıkta önemli fayda sağlayabileceğini" söyledi. Çalışmaya dahil olmayan İtalya'daki Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico'dan Samuele Farrari ve Luigi Naldini. Gen terapisinin kan hastalıkları için "oyunu değiştirebileceğini" söylediler.

Bir Paradigma Değişikliği

Çalışma, kan hastalıkları için tek bir iğneyi takip eden ilk çalışma değil.

Daha önce Nisan ayında, başka bir takım CRISPR editörlerini orak hücre hastalığı olan farelere nakletmek için hastalığa neden olan genlerinden arındırılmış bir viral taşıyıcı kullandı. Ortalama olarak, hasarlı hücrelerin yüzde 43'ü sağlıklı olanlarla değiştirildi. Dezavantajı mı? Viral taşıyıcılar, etkili olsalar da, bazen bir bağışıklık tepkisi riskini artırarak bilim insanlarını alternatif bir dağıtım aracı olarak yağlı nanoparçacıkları araştırmaya sevk eder.

Asıl soru, işe yarıyor mu?

Şimdilik tek cevap, orak hücre hastalığı olan dört kişiden izole edilen hücrelerin kullanıldığı bir deneyden geliyor. Ekip, nanopartikülün "doldurulmasını" ayarlayarak, orak hücre mutasyonunun kaynağını hedefleyen bir CRISPR temel düzenleme sistemi (bir genetik harfi diğeriyle değiştirerek) tasarladı. Tedavi, yuvarlak ve sağlıklı kırmızı kan hücrelerini güçlendirdi ve hasta olanları o kadar düşürdü ki, tedavi edilen hücreler mükemmele yakın sağlıklı protein seviyelerine sahipti.

Araştırmaya dahil olmayan Washington Üniversitesi'nden Dr. Hans-Peter Kiem'e göre sonuçlar “çok ilgi çekici ve heyecan verici".

Ekip, bu nanoparçacıkları orak hücre hastalığının fare modellerinde test etmek için çalışıyor. Bu arada, pek çok potansiyel tökezlemenin giderilmesi gerekiyor.

Birincisi dozaj ve güvenliktir. Hedef proteinlere rağmen tedavinin büyük bir kısmı karaciğerde sona erdiğinden, yüksek dozlarda organa zarar verebilir.

Diğer bir endişe de özgüllüktür, çünkü yağ damlaları diğer dokulara dolaşmak aynı protein hedefi ile. Sonra, tasarlanmış greftlerin ne kadar iyi alacağı ve vücut içinde potansiyel olarak nasıl mutasyona uğrayacağı veya evrimleşeceği sorusu var.

Tüm söylenenler, insanlar iyimser. "Daha fazla zaman alacak" olsa da şuraya Çalışmaya dahil olmayan MIT'den Dr. Daniel Anderson, "Bu tür yaklaşımların insan terapilerine yol açacağından eminim."

Resim Kredi: Narupon Promvichai / Pixabay

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. Otomotiv / EV'ler, karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• Blok Ofsetleri. Çevre Dengeleme Sahipliğini Modernleştirme. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://singularityhub.com/2023/08/01/a-new-gene-therapy-aims-to-cure-blood-disorders-with-just-one-shot/