Beyindeki genetik bozukluk gen tedavisiyle düzelecek mi?

Bilim insanları kısa bir süre önce ACS Nano dergisinde düşük toksisiteli taşıyıcıları ile yapılan çalışmalarını "Asitle Parçalanabilen Lipid Nanopartiküller Kullanarak mRNA'nın Rahim İçine Teslimi Yoluyla Beyinde Yaygın Gen Düzenleme" başlığıyla yayımladılar.

Bu çalışmada, "asitle parçalanabilen bir PEG-lipid içeren yoğun PEGlenmiş lipit nanopartikülleri (ADP-LNP'ler), gen düzenleme enzimleri için mRNA'yı fetal fare beynine güvenli ve etkili bir şekilde ileterek beyin hücrelerinin başarılı bir şekilde transfeksiyonu ve düzenlenmesiyle sonuçlandığı" gösterildi.

Bilim insanları LNP teknolojilerini test ederken Angelman sendromunun bir fare modelini kullandılar. Teknolojinin performansından cesaret alarak, LNP teknolojilerinin sadece Angelman sendromuna karşı değil, Rett sendromu ve Hurler sendromu gibi diğer genetik temelli nörogelişimsel koşullara karşı da etkili olabileceğini öne sürüyorlar.

DOĞUM ÖNCESİ GÖZLEM

Yeni LNP teknolojisi, iki üniversiteden Wang ve biyomühendislik profesörü olan Niren Murthy yürütücülüğünde olusan bilim insanları arasındaki işbirliğinin sonucudur. Araştırma ekibi, bu teknolojiyi doğum öncesi testler sırasında teşhis edilebilecek genetik rahatsızlıkların tedavilerine yönelik olarak geliştirmeyi umuyor. Hücreler gelişip olgunlaştıkça daha fazla hasarı önlemek için bu tür tedaviler rahime verilebilir.

Daha önce Wang, Murthy ve meslektaşları hızla hidrolize olabilen LNP'ler (RD-LNP'ler) tasarladıklarını bildirmişlerdi. "Asitle bozunabilen lipit nanoparçacıkları mRNA'nın dağıtımını arttırır" başlığıyla Nature Nanoteknoloji dergisinde yayımlanmıştı.

Mevcut çalışmada Wang, Murthy ve meslektaşları LNP-mRNA teknolojilerini rahim içi intraserebroventriküler (ICV) enjeksiyon yoluyla kullandılar. Bilim insanları, "ADP-LNP'lerin rahim içi ICV enjeksiyonlarının, fareler tamamen gelişene kadar tüm beyni çoğaltan ve dolduran [nöral kök ve progenitör hücrelerin] transfeksiyonuyla sonuçlandığını" belirttiler.

ADP-LNP'ler, muhtemelen yoğun PEGilasyon ve asit bozunabilirliği kombinasyonundan dolayı, rahim içi ICV enjeksiyonundan sonra da iyi tolere edildi.

NÖROGELİŞİMSEL BOZUKLUKLAR İÇİN UMUT

Bilim insanları, "Nörogelişimsel bozuklukların gen düzenleme terapötikleriyle tedavisinin, beyin dokusunu küresel olarak transfekte edebilen dağıtım vektörlerinin geliştirilmesi gerektiğini" vurguladılar. ADP-LNP'lerle rahim içi ICV enjeksiyonu, şu ana kadar büyük miktarda beyin dokusunun viral olmayan şekilde transfekte edilmesi için mevcut olan tek metodolojidir ve nörogelişimsel bozukluklara yönelik tedavilerin geliştirilmesi için umut verici bir platform olabilir.

Araştırmacılar, rehber mRNA ve Cas9 mRNA'yı yönlendirmek için LNP teknolojilerini kullandılar. Araştırmacılar, izleyicileri kullanarak beyinde düzenlenen tüm nöronları görebiliyordu. Çalışmaları, nanopartiküllerin beynin gelişen nöra kök hücreler ve progenitör hücreleri tarafından alındığını gösterdi. Nanopartiküller, fare modelinde beyin kök hücrelerinin %30'unda gen düzenlemelerine yol açtı.

Wang, "Beynin %30'unun, özellikle de kök hücrelerin transfekte edilmesinin büyük bir olay olduğuna” dikkat çekti. Ayrıca "Bu hücrelerin, fetüs geliştikçe beynin birçok yerine göç edebileceğini ve yayılabileceğini" vurguladı.

KÖK HÜCRELER SİNİR SİSTEMİNİ OLUŞTURUYOR

Araştırmada fetal gelişim devam ettikçe kök hücrelerin çoğalarak merkezi sinir sistemini oluşturduğu görüldü. Çalışma, hipokampustaki nöronların %60'ından fazlasının ve korteksteki nöronların %40'ının transfekte olduğunu ortaya çıkardı.

Wang, "Bu, merkezi sinir sistemini etkileyen genetik koşullar için çok umut verici bir yöntem" diye açıkladı. Yani, bebekler doğduğunda nöronların çoğu düzeltilmiş olabilir. Bu da bebeğin hiçbir belirti olmadan doğabileceği anlamına geliyor.