Tutkijat ovat ensimmäistä kertaa onnistuneesti muokanneet laboratoriohiirten sikiöiden geeniperimää tappavan aineenvaihduntasairauden estääkseen.

Tutkijoiden mukaan onnistuneet kokeet vahvistavat, että geenimuuntelumenetelmillä olisi mahdollista parantaa tulevaisuudessa myös ihmisten synnynnäisiä sairauksia.

Proof-of-concept -menetelmästä raportoivat Pennsylvanian yliopiston sekä Philadelphian lastensairaalan tutkijat Nature Medicine -tiedejulkaisussa.

Laboratoriohiirten sikiöiden maksasolujen geeniperimää manipuloitiin CRISPR/Cas9- sekä dna:n emäspareja manipuloivan base editor 3 (BE3)-menetelmän yhdistelmällä. Hiirillä oli tappavaa maksasairautta (tyypin 1 tyrosinemia, HT1) aiheuttava mutaatio.

Vielä tässä vaiheessa tutkijat eivät onnistuneet täysin korjaamaan geenimutaatiota. Sen sijaan menetelmällä onnistuttiin torjumaan sairautta aiheuttavan mutaation vaikutuksia. Hoito näkyi hiirten kolesteroliarvojen sekä maksan toiminnan parantumisena.

Ihmisillä HT1 kehittyy tyypillisesti varhaislapsuudessa. Tauti voidaan pitää aisoissa nitisinoni-lääkityksellä ja tiukalla ruokavaliolla, mutta hoitojen epäonnistuessa riski maksan vajaatoimintaan ja syövän kehittymiseen kasvaa.

”Raskaudenaikainen hoito voi avata ovia sairauden estämiseksi – paitsi HT1:n myös muiden synnynnäisten sairauksien kohdalla”, tutkijat kirjoittavat tiedotteessaan.

Käytännössä geenimuuntelutekniikoiden yhdistelmällä luotiin kuljetin, joka toimitti korjaavan entsyymin tarkasti haluttuun dna-sekvenssiin maksasolussa.

Kuljettimena käytettiin adenovirusvektoreita, joiden on aiemmissa tutkimuksissa havaittu aiheuttavan vahingollisia vasteita potilaiden immuunijärjestelmässä. Tutkijat kertovatkin tutkivansa parhaillaan vaihtoehtoisia kuljettimia, kuten rasvapohjaisia nanohiukkasia, jotka aiheuttaisivat vähemmän sivuvaikutuksia.

Tutkijoiden mukaan heidän esittämänsä menetelmä on CRISPR-Cas9-tekniikkaa turvallisempi, sillä BE3 ei katkaise dna-molekyyliä täysin ja jätä sitä näin haavoittuvaiseksi ei-halutuille muunnoksille.

”Syntymän jälkeen tutkimiemme hiirten maksasoluissa oli vakaat määrät editoituja dna-sekvenssejä vielä kolme kuukautta hoidon jälkeen. Ei-haluttuja tai väärään paikkaan kohdistuneita muutoksia ei havaittu”, tutkijat kirjoittavat.

Hoito paransi hiirten selviytymisennustetta. Lisäksi geenimuuntelulla hoidettujen hiirten huomattiin olevan tavallista nitisinonihoitoa saavia hiiriä terveempiä.

Tulevissa tutkimuksissaan tutkijat selvittävät menetelmän käyttökelpoisuutta muiden synnynnäisten sairauksien korjaamisessa.

Lupaavista tuloksista huolimatta raskaudenaikaisen geenimuuntelun yleistyminen lääketieteessä on kuitenkin vielä kaukana tulevaisuudessa, tutkijat toteavat.

”Meidän täytyy tutkia relevantteja kuljetinmekanismeja ja varmistaa menetelmän turvallisuus. Olemme kuitenkin innoissamme menetelmämme potentiaalista hoitaa geneettisiä sairauksia, joihin on tarjolla vain vähän hoitomuotoja”, Peranteau toteaa.

Lisää aiheesta tutkimustiedotteessa. Tutkimusraportti julkaistaan Nature Medicine -tiedejulkaisussa.