Izguba sluha (HL) je najpogostejša senzorna invalidnost pri ljudeh.V razvitih državah je približno 80 % primerov predjezične naglušnosti pri otrocih posledica genetskih dejavnikov.Najpogostejše so okvare enega gena (kot je prikazano na sliki 1), za 124 genskih mutacij je bilo ugotovljeno, da so povezane z nesindromsko izgubo sluha pri ljudeh, ostale povzročajo okoljski dejavniki.Polžev vsadek (elektronska naprava, nameščena v notranjem ušesu, ki zagotavlja električno stimulacijo neposredno na slušni živec) je daleč najučinkovitejša možnost za zdravljenje hude HL, medtem ko lahko slušni aparat (zunanja elektronska naprava, ki pretvori in ojača zvočne valove) pomaga bolnikom z zmerno HL.Vendar trenutno ni na voljo zdravil za zdravljenje dednega HL (GHL).V zadnjih letih je genska terapija prejela vse večjo pozornost kot obetaven pristop k zdravljenju disfunkcije notranjega ušesa.
Fig1.Porazdelitev vrste variacije, povezane z gluhostjo.[1]
Pred kratkim so znanstveniki z Inštituta Salk in Univerze v Sheffieldu objavili rezultat raziskave Molecular Therapy – Methods & Clinical Development [2], ki je pokazal široke možnosti uporabe za in vivo gensko terapijo dedne gluhosti.Uri Manor, docent raziskovalnega profesorja na inštitutu Salk in direktor Waittovega centra za napredno biofotoniko, je dejal, da se je rodil s hudo izgubo sluha in meni, da bi bila povrnitev sluha čudovito darilo.Njegove prejšnje raziskave so pokazale, da je Eps8 aktinski regulatorni protein z aktivnostmi vezave in omejevanja aktina;v kohlearnih lasnih celicah proteinski kompleks, ki ga tvori Eps8 z MYO15A, WHIRLIN, GPSM2 in GNAI3, obstaja predvsem v večini. Konice dolgih stereocilijev, ki skupaj z MYO15A lokalizirajo BAIAP2L2 na konicah krajših stereocilijev, so potrebne za vzdrževanje lasnih snopov.Zato lahko Eps8 uravnava dolžino stereocilij lasnih celic, kar je bistveno za normalno delovanje sluha;Izbris ali mutacija Eps8 bo vodila do kratkih stereocilij, zaradi česar ne more pravilno pretvoriti zvoka v električne signale za zaznavanje možganov, kar posledično vodi v gluhost..Hkrati je sodelavec Walter Marcotti, profesor na Univerzi v Sheffieldu, ugotovil, da se lasne celice brez Eps8 ne morejo normalno razvijati.V tej študiji sta se Manor in Marcotti združila, da bi raziskala, ali bi dodajanje Eps8 stereociliarnim celicam lahko obnovilo njihovo delovanje in posledično izboljšalo sluh pri miših.Raziskovalna skupina je uporabila vektor Anc80L65 z adeno-povezanim virusom (AAV) za dostavo kodirajočega zaporedja, ki vsebuje divji tip EPS8, v polž Eps8-/- novorojenih miši P1-P2 z injekcijo okrogle okenske membrane;v mišjih kohlearnih lasnih celicah Funkcija stereocilijev se je popravila, preden so dozorele;in učinek popravljanja je bil označen s tehnologijo slikanja in merjenjem stereocilij.Rezultati so pokazali, da je Eps8 povečal dolžino stereocilij in obnovil delovanje lasnih celic v nizkofrekvenčnih celicah.Ugotovili so tudi, da se je sčasoma zdelo, da so celice izgubile sposobnost reševanja s to gensko terapijo.Posledica tega je, da bo to zdravljenje morda treba izvajati v maternici, saj so lahko lasne celice Eps8-/- po rojstvu miši dozorele ali nakopičile nepopravljivo škodo."Eps8 je protein s številnimi različnimi funkcijami in še veliko je treba raziskati," je dejal Manor.Prihodnje raziskave bodo vključevale raziskovanje učinka genske terapije Eps8 pri obnavljanju sluha v različnih razvojnih fazah in ali je mogoče podaljšati možnosti zdravljenja.Po naključju je novembra 2020 profesor KarenB Avraham z Univerze Tel Aviv v Izraelu objavil svoje rezultate v reviji EMBO Molecular Medicine [3], pri čemer je z uporabo inovativne tehnologije genske terapije ustvaril neškodljiv sintetični adeno-povezan virus AAV9-PHP.B, Genska napaka v lasnih celicah miši Syne4-/- je bila popravljena z injiciranjem virusa, ki nosi kodirno sekvenco Syne4, v notranje uho miši, kar mu je omogočilo vstop v lasne celice in sprostitev prenesenega genetskega materiala, kar jim je omogočilo, da dozorijo in normalno delujejo (kot na sliki 2).
Fig2.Shematski prikaz anatomije notranjega ušesa s poudarkom na Cortijevem organu in celični funkciji nesprina-4.
Iz tega je razvidno, da ima uporaba genske terapije za doseganje namena zdravljenja dednih bolezni na genski ravni z vstavljanjem, odstranjevanjem ali popravkom morebitnih mutiranih genov za zdravljenje (torej obvladovanje genetskih sprememb v bolezni) visok klinični učinek.možnosti uporabe.Trenutne metode genske terapije za genetsko pomanjkljivo gluhost lahko razdelimo v naslednje kategorije:
zamenjava gena
Zamenjava genov je nedvomno najbolj "preprosta" oblika genske terapije, ki temelji na identifikaciji in zamenjavi okvarjenega gena z normalno ali divjo kopijo gena.Prva uspešna študija genske terapije notranjega ušesa za izgubo sluha, ki jo povzroča delecija gena vezikularnega glutamatnega prenašalca 3 (VGLUT3);AAV1 posredovana dostava eksogene prekomerne ekspresije VGLUT3 v lasnih celicah notranjega ušesa (IHC) lahko povzroči trajno okrevanje sluha, delno okrevanje sinaptične morfologije traku in konvulzivne odzive [4].Vendar pa je v primerih, vključno z dvema zamenjavama genov, dobavljenih z AAV, opisanimi v uvodu zgoraj, pomembno opozoriti, da so mišji modeli, uporabljeni za nekatere vrste dednih motenj izgube sluha zaradi izbrisa genov, časovno drugačni od ljudi in da je pri miših P1 notranje uho v zreli fazi razvoja.Nasprotno pa se ljudje rodimo z zrelim notranjim ušesom.Ta razlika preprečuje morebitno uporabo rezultatov miši pri zdravljenju dednih motenj gluhote pri ljudeh, razen če se genska terapija izvaja na zrelih mišjih ušesih.
Urejanje genov: CRISPR/Cas9
V primerjavi z »nadomeščanjem genov« je razvoj tehnologije za urejanje genov prinesel začetek zdravljenja genetskih bolezni iz korenin.Pomembno je, da metoda urejanja genov nadomešča pomanjkljivosti tradicionalnih metod genske terapije s prekomerno ekspresijo, ki niso primerne za dominantne dedne bolezni gluhote, in težavo, da metoda prekomerne ekspresije ni dolgotrajna.Potem ko so kitajski raziskovalci posebej izločili mutirani alel Myo6C442Y pri miših Myo6WT/C442Y z uporabo sistema za urejanje genov AAV-SaCas9-KKH-Myo6-g2 in v 5 mesecih po izločitvi, je bila miši slušna funkcija modela obnovljena;istočasno so opazili tudi, da se je izboljšala stopnja preživetja dlačnih celic v notranjem ušesu, oblika migetalk je postala pravilna in elektrofiziološki kazalniki so bili popravljeni [5].To je prva študija na svetu, ki uporablja tehnologijo CRISPR/Cas9 za zdravljenje dedne gluhosti, ki jo povzroča mutacija gena Myo6, in je pomemben raziskovalni napredek tehnologije urejanja genov za zdravljenje dedne gluhosti.Klinični prevod zdravljenja zagotavlja trdno znanstveno podlago.
Metode izvajanja genske terapije
Da bi bila genska terapija uspešna, gole molekule DNK zaradi svoje hidrofilnosti in negativnega naboja fosfatnih skupin ne morejo učinkovito prodreti v celice, za zagotovitev celovitosti dopolnjenih molekul nukleinskih kislin pa je treba izbrati varno in učinkovito metodo.Dopolnjena DNK se dostavi v ciljno celico ali tkivo.AAV se pogosto uporablja kot dostavno sredstvo za zdravljenje bolezni zaradi visokega infekcijskega učinka, nizke imunogenosti in širokega tropizma do različnih vrst tkiv.Trenutno je veliko raziskovalnega dela določilo tropizem različnih podtipov AAV glede na različne vrste celic v polžu miši.Z uporabo značilnosti dostave AAV v kombinaciji s celično specifičnimi promotorji lahko dosežemo celično specifično ekspresijo, kar lahko zmanjša neciljne učinke.Poleg tega se kot alternativa tradicionalnim vektorjem AAV nenehno razvijajo novi sintetični vektorji AAV, ki kažejo vrhunsko sposobnost transdukcije v notranjem ušesu, od katerih je AAV2/Anc80L65 najpogosteje uporabljen.Nevirusne metode dostave lahko nadalje razdelimo na fizikalne metode (mikroinjiciranje in elektroporacija) in kemične metode (na osnovi lipidov, polimerov in nanodelcev zlata).Oba pristopa sta bila uporabljena pri zdravljenju dednih motenj naglušnosti in sta pokazala različne prednosti in omejitve.Poleg dostavnega nosilca za gensko terapijo kot nosilca je mogoče uporabiti različne pristope za in vivo dajanje genov, ki temeljijo na različnih tipih ciljnih celic, načinih dajanja in terapevtski učinkovitosti.Zaradi zapletene strukture notranjega ušesa je težko doseči ciljne celice, distribucija sredstev za urejanje genoma pa je počasna.Membranski labirint se nahaja znotraj kostnega labirinta temporalne kosti in vključuje kohlearni kanal, polkrožni kanal, maternico in balon.Njegova relativna izolacija, minimalna limfna cirkulacija in ločitev od krvi s pregrado krvnega labirinta omejujejo učinkovito sistemsko dajanje terapevtikov samo novorojenim mišim.Za pridobitev virusnih titrov, primernih za gensko terapijo, je potrebna neposredna lokalna injekcija virusnih vektorjev v notranje uho.Uveljavljeni načini injiciranja vključujejo [6]: (1) membrano okroglega okna (RWM), (2) traheostomijo, (3) endolimfatično ali perilimfatično kohleostomijo, (4) membrano okroglega okna in cevno fenestracijo (CF) (kot na sliki 3).
Fig3.Dostava genske terapije za notranje uho.
Čeprav je bilo v genski terapiji doseženega veliko napredka, ki temelji na ciljih kliničnega prevajanja, je treba opraviti več dela, preden lahko genska terapija postane prva izbira zdravljenja za bolnike z genetskimi boleznimi, zlasti pri razvoju varnih in učinkovitih vektorjev in metode dostave.Vendar verjamemo, da bodo te vrste zdravljenja v bližnji prihodnosti postale stalnica prilagojene terapije in bodo imele izjemno pozitiven vpliv na življenja ljudi z genetskimi motnjami in njihovih družin.
Foregene je lansiral tudi visokozmogljiv presejalni komplet za ciljne gene, ki je hiter in lahko izvaja reakcije reverzne transkripcije in qPCR brez ekstrakcije RNA.
Povezave izdelkov
Komplet Cell Direct RT-qPCR—Taqman/SYBR GREEN I
Za več informacij o izdelku se obrnite na:
Čas objave: Sep-02-2022
