Mất thính lực lặn có thể được điều trị bằng cấy ốc tai điện tử để bỏ qua khu vực có vấn đề trong tai, nhưng cấy ghép không thể khắc phục nguyên nhân sinh học cơ bản gây ra điếc. Một nhóm do Tiến sĩ David Liu tại Viện Broad dẫn đầu tin rằng một kỹ thuật được gọi là chỉnh sửa cơ sở có thể đưa ra giải pháp cho tình trạng mất thính giác do di truyền.
Trong một nghiên cứu mới được công bố tại Science Translational MedicineNhóm của Liu đã sử dụng một kỹ thuật chỉnh sửa cơ sở mới để sửa lỗi trong gen Tmc1 gây ra bệnh điếc lặn.
Việc điều trị đã tạm thời phục hồi thính giác ở chuột, khiến các nhà nghiên cứu hy vọng rằng phương pháp này, sau khi được cải tiến thêm, cũng có thể cải thiện thính giác ở những người có đột biến Tmc1.
Một số bệnh di truyền là do đột biến gen trội gây ra, trong đó chỉ có một trong hai bản sao của gen bị lỗi. Trong những trường hợp này, việc phá vỡ hoặc làm im lặng gen trội có vấn đề có thể có tác dụng. Liu trước đây đã lãnh đạo một đội đã sử dụng một liệu pháp dựa trên CRISPR-Cas9 để chỉnh sửa đột biến trội ở một bản sao của gen Tmc1.
Nhưng hầu hết các trường hợp mất thính giác do di truyền đều là do gen lặn, nghĩa là hai bản sao gen xấu sẽ được truyền lại từ cha và mẹ. Vì vậy, gen phải được sửa chữa hoặc thay thế.
Trở lại năm 2015, Jeffrey Holt, đồng tác giả cấp cao khác của nghiên cứu hiện tại, cho thấy rằng việc sử dụng vec tơ virus liên quan đến adeno (AAV) để tạo ra một bản sao chức năng của gen Tmc1 có thể khôi phục thính giác ở chuột điếc. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu lo ngại rằng phương pháp này có thể dẫn đến các biến chứng do gen biểu hiện quá mức.
Trong nghiên cứu mới, thay vào đó, các nhà nghiên cứu nhằm mục đích sửa chữa đột biến bằng chỉnh sửa cơ sở di truyền. Không giống như CRISPR truyền thống thực hiện các vết cắt trong bộ gen, chỉnh sửa cơ sở sẽ cài đặt các thay đổi điểm trong DNA mà không làm đứt gãy chuỗi DNA kép. Để sửa gen Tmc1, nhóm nghiên cứu đã chia một trình soạn thảo cơ sở lớn thành hai phần và phân phối chúng thành hai AAV.
Động vật sinh ra với Tmc1 đột biến bị suy giảm tế bào lông ở tai trong, dẫn đến mất thính lực. Sau khi chứng minh rằng nền tảng chỉnh sửa kép dựa trên AAV có thể điều chỉnh hiệu quả đột biến Tmc1 trong các đĩa thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã tiêm phương pháp điều trị này vào chuột có đột biến Tmc1 một ngày sau khi sinh. Họ nhận thấy liệu pháp này đã chỉnh sửa thành công gen Tmc1 bị lỗi. Các nhà nghiên cứu cho biết, những con vật này có các tế bào lông hoạt động trong tai có khả năng truyền tín hiệu âm thanh.
Liên quan: Nghiên cứu trên chuột cho thấy phương pháp điều trị mới tiềm năng cho bệnh điếc di truyền
“Chúng tôi thấy rất ít bằng chứng về việc chỉnh sửa ngoài mục tiêu,” Liu nói trong một tuyên bố. “Và chúng tôi nhận thấy rằng những con vật được chỉnh sửa có hình thái tế bào lông và sự truyền tín hiệu được bảo tồn tốt hơn, có nghĩa là các tế bào lông, những tế bào quan trọng chuyển đổi sóng âm thanh thành tín hiệu thần kinh xuất hiện bình thường hơn và hoạt động bình thường hơn.”
Sau đó, các nhà khoa học đã kiểm tra xem việc giải cứu các tế bào lông có giúp cải thiện thính giác hay không. Bốn tuần sau khi được điều trị, những con chuột ghi lại âm thanh yên tĩnh ở mức 60 decibel. Ngược lại, theo nhóm nghiên cứu, những con chuột không được điều trị không thể phát hiện được mức độ tiếng ồn cao tới 110 decibel.
Beam Therapeutics, một công nghệ sinh học khốc liệt năm 2018 15 khốc liệt người chiến thắng do Liu đồng sáng lập, tập trung vào chỉnh sửa cơ sở và vừa huy động được 180 triệu đô la trong một đợt IPO quy mô lớn.
Các nhà nghiên cứu lưu ý trong nghiên cứu rằng sẽ cần nhiều công việc hơn để cải thiện liệu pháp thính giác. Ví dụ, ngưỡng 60 decibel mà chuột được điều trị phản ứng không hoàn toàn bằng với âm thanh 30 decibel nhẹ hơn mà động vật có thính giác bình thường có thể phát hiện được. Thêm vào đó, các tác giả nhận thấy rằng những con chuột được điều trị vẫn có biểu hiện suy giảm chức năng thính giác sau sáu tuần. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu lập luận rằng kết quả này “hỗ trợ sự phát triển hơn nữa của việc chỉnh sửa cơ sở để điều chỉnh các đột biến điểm gây ra các bệnh di truyền ở người, bao gồm cả chứng mất thính giác do di truyền”.
