Boala cardiovasculară este principala cauză de deces la nivel mondial. Organizația Mondială
O situație similară se dezvoltă în Rusia.Potrivit lui Rosstat, în 2021 (datele pentru 2022 nu sunt încă disponibile), 933,8 mii de oameni au murit din cauza bolilor sistemului circulator în țară. Acesta este 38% din numărul total de decese pentru anul - 2,44 milioane de oameni. Înainte de declanșarea pandemiei de coronavirus în 2019, ponderea acestor boli era și mai mare: 47% sau 841,2 mii din 1.798,3 mii decese.
Într-o astfel de situație, nu este de mirare că medicalorganizațiile și instituțiile de cercetare din întreaga lume caută noi modalități de prevenire, prevenire și tratare a bolilor cardiovasculare. Toată lumea știe că un stil de viață sănătos - o dietă echilibrată, exerciții fizice regulate și reducerea stresului - reduce riscul de a dezvolta astfel de boli. Dar Verve Therapeutics sugerează să mergem mai departe: o singură lovitură care va modifica ADN-ul pentru a oferi protecție pe tot parcursul vieții.
Ce este CRISPR?
CRISPR-Cas9 este unul dintre cele mai faimoasemetodele actuale de editare genetică. Vă permite să dezactivați și să ștergeți gene individuale sau să le înlocuiți secțiunile. Teoretic, este un instrument ideal pentru tratarea bolilor prin corectarea permanentă a mutațiilor de bază dăunătoare sau perturbarea genelor cauzatoare de boli cu precizie și eficiență ridicată.
Sistemul CRISPR-Cas9 a evoluat în bacterii și arhee ca mecanism de apărare împotrivaStudiile asupra microorganismelor au arătat că ADN-ul lor conțineÎn esență, este o "bază de date de semne" ale virușilor cunoscuți pe care această bacterie sau "strămoșii" săi le-au întâlnit anterior.
În timpul primei interacțiuni cu virusul, bacteriiledepozitează fragmente din materialul său genetic în ADN. Pentru a activa sistemul imunitar, CRISPR lucrează cu proteine speciale numite Cas. La interacțiunea repetată cu un virus al cărui genom este omolog (similar) cu cel conținut în „baza de date”, celula activează transcripția regiunii CRISPR. În urma unei serii de procese biologice, se formează un ARN ghid și o proteină, endonucleaza, care găsesc regiuni străine ale codului genetic viral și îl distrug.
Cum se editează genele cu CRISPR-Cas9?
Sistemul CRISPR-Cas9 seamănă cu foarfecele minuscule.Ele constau din două elemente: un ARN-ghid, care „spune” secțiunilor cu care secvența de nucleotide să distrugă și proteina Cas9, care „taie” două catene de ADN la locul potrivit. Prin schimbarea secvenței de nucleotide a unui segment mic al ARN-ului ghid, astfel de foarfece pot viza aproape orice regiune dorită a unei gene. Odată ce tăierea este făcută, mecanismele naturale de reparare ale ADN-ului sunt activate și „splice” molecula, eliminând de obicei mutația dăunătoare.
Dezavantajul acestei metode este că numeroase pauze în ADN-ul dublu catenar duc lala noi mutații care provoacă efecte secundare din terapie.De exemplu, oamenii de știință israelieni au analizat utilizarea CRISPR / Cas9 pentru tratamentul unuia dintre tipurile de cancer și au arătat că, pe lângă un rezultat pozitiv, rearanjarea genomului punestabilitatea ADN-ului este compromisă, ceea ce poate duce ulterior la alte tipuri de cancer.
Cercetătorii lucrează activ la optimizaremetodă pentru a menține efectele benefice și a nu cauza prejudicii pacientului. De exemplu, pentru aceasta puteți folosi nu Cas9, ci o altă proteină care taie cu grijă doar una dintre cele două catene de ADN.
Ilustrare artistică a modului în care funcționează diferite abordări ale editării genelor. Imagine: Tianxiang Li și colab., Signal Transduction and Targeted Therapy
Dacă CRISPR a fost utilizat inițial numaipentru a face pur și simplu tăieturi în ADN. Cercetătorii testează acum posibilitatea utilizării tehnologiei modernizate pentru a activa sau dezactiva gene individuale sau pentru a introduce fragmente de ADN complet noi în genom. În același timp, noile forme de editare funcționează oarecum diferit.
De exemplu, tehnologia de editare de bază(editarea bazei) în loc de tăiere folosește înlocuirea unei nucleotide (bază azotată) din moleculă cu alta. Folosind această abordare, este posibilă înlocuirea pachetului de baze citozină-guanină la un anumit situs ADN cu o pereche timină-adenină și invers.
Cum se reduce riscul de boli cardiovasculare?
Cea mai evidentă aplicație a geneticiieditarea în medicină este tratamentul bolilor care sunt cauzate de mutații ale genelor. Dar, de fapt, posibilitățile sunt mult mai largi, potrivit Verve Therapeutics. De exemplu, ei propun dezactivarea uneia dintre genele la oameni care codifică o proteină care afectează nivelul colesterolului din sânge.
Unul dintre motivele comune ale dezvoltăriiboli cardiovasculare - ateroscleroza. Tulburările asociate cu metabolismul proteinelor-lipidice duc la depunerea de colesterol în interiorul vaselor, ceea ce interferează cu fluxul sanguin normal. Pe măsură ce se dezvoltă, o placă de ateroscleroză poate provoca tromboză, ducând la atacuri de cord și accidente vasculare cerebrale.
Când există o lipsă de colesterol, celulele producreceptori speciali de lipoproteine de joasă densitate care captează această substanță din sânge. Una dintre genele responsabile de nivelul colesterolului este PCSK9. Reglează producția unei proteine cu același nume care distruge astfel de receptori. Studiile au arătat că dezactivarea acestei gene duce la scăderea nivelului de colesterol din sânge și la riscul de a dezvolta boli cardiovasculare.
O singură lovitură scade colesterolul
Verve Therapeutics folosește un înlocuitor pentru unuladenina de bază (A) pentru guanina (G) într-o anumită regiune a genei PCSK9 pentru a perturba producția proteinei cu același nume. Medicamentul constă din ARN mesager (ARNm) și ARN ghid (ARNg) ambalate într-o nanoparticulă lipidică (LDL). Medicamentul este injectat printr-o venă în sânge. Nanoparticulele sunt absorbite de celulele hepatice, fasciculul bazat pe ARNm-gARN scanează ADN-ul și înlocuiește una dintre baze.
Ilustrație artistică a tehnologiei Verve-101 în acțiune. Imagine: Verve Therapeutics
Experimentele pe primate au arătat că maimuțele,care au primit medicamentul, în câteva zile de la injectare, nivelul colesterolului din sânge a scăzut cu aproximativ 60-70%. În același timp, rezultatul obținut a fost menținut timp de cel puțin opt luni.
Efectele pe termen lung ale expunerii la Verve-101 la primate: reducerea nivelurilor inițiale (pretratament) ale proteinei PCSK9 (stânga) și colesterolului (dreapta) din sânge. Imagine: Verve Therapeutics
Pentru studiile clinice de fază I la VerveTherapeutics a ales oameni care au fost diagnosticați cu o tulburare genetică numită hipercolesterolemie familială heterozigotă. Aceasta este o mutație genetică care suprimă expresia receptorilor de lipoproteine cu densitate scăzută și, prin urmare, niveluri anormal de ridicate de colesterol se acumulează în sânge.
Compania își explică alegerea prin necesitatefiți atenți când testați o nouă metodă: voluntarii incluși în prima fază a studiului au deja o tendință de ateroscleroză și boli de inimă și, prin urmare, terapia riscantă este justificată. Dacă studiile au succes, compania plănuiește să extindă atât gama de gene care pot fi dezactivate, cât și gama de posibili pacienți.
În viitor, această abordare poate duce lavaccinare universală și nu numai împotriva tendinței de a dezvolta ateroscleroză, ci și, de exemplu, împotriva diabetului. În același timp, compania notează că acest lucru va dura câțiva ani.
De menționat că, până în prezent, numetoda de tratament bazată pe CRISPR nu a fost aprobată pentru terapia de masă și este utilizată numai în studiile clinice. Prima astfel de decizie este de așteptat să fie luată de autoritățile de reglementare din SUA (FDA) în 2023.
Citeste mai mult:
Beneficiile vitaminei D pentru prevenirea cancerului variază în funcție de greutate
Colonie ascunsă de pinguini descoperită accidental din imagini spațiale
O pată solară uriașă se întoarce spre Pământ. Este vizibil cu ochiul liber