'ZLATNO SRCE' CRISPR TEHNOLOGIJE KAO POTENCIJALNA TERAPIJA ZA NEKE OBLIKE AUTIZMA

Jedan od modifikovanih oblika terapije CRISPR-om se pokazao kao dobar pristup u tretmanu fragilnog X kod miševa. Radi o miševima koji su posebno modifikovani kako bi poslužili kao model za istraživanje sindroma fragilnog X.

Inače, sindrom fragilnog X hromosoma je jedan od najčešćih uzroka mentalne zaostalosti, a do njega dolazi usljed funkcionalne oštećenosti gena FMR1, koji kodira protein fragile X mental retardation protein-FMRP, važan za razvoj sinapsi, a  koji se nalazi na dugom kraju X-hromosoma. Radi se o tome da se jedan dio na ovom genu (CGG trinukleotid) previše puta ponavlja: kod osoba sa normalnim FMR1 genom, ovaj dio se ponavlja 5-44 puta, dok se kod osoba sa ovim sindromom ponavlja čak oko 200 puta. Ova ponavljanja preko mehanizma metilacije dovode do "utišavanja" FMR1 gena, što dovodi do nedostatka njegovog produkta, spomenutog proteina važnog za razvoj sinapsi.

Najčešće se prenosi sa majki na sinove i dječaci su u većem riziku da bi mogli imati ovaj sindrom, s obzirom da imaju samo jedan X hromosom. Neki od simptoma su izduženo lice, hipotonija, ravno stopalo, uvećani testisi, mekana koža, velike uši... sindrom nije izlječiv i terapija je suportivnog karaktera. Osobe sa sindromom fragilnog X imaju poteškoće u učenju, koje variraju od onih unutar normalnog kvocijenta inteligencije do teške zaostalosti sa IQ 40.

Također, u moru genetičkih uzroka nastanka poremećaja iz autističnog spektra (ASD), sindrom fragilnog X je jedan od rijetkih monogenskih uzorka i jedan od bolje istraženih. Osobe pogođene sindromom fragilnog X pokazuju neke simptome iz spektra: neke  karakteristike sindroma fragilnog X su i repetitivna ponašanja te socijalna indiferentnost poput odsustva reakcije uspostavljanja kontakta očima.

Skrining na mutacije FMR1 gena je važan dio procesa dijagnosticiranja autizma, mada nisu svi poremećaji iz ASD uzrokovani ovim mutacijama. Prevalencija pojave autizma među osobama koje imaju sindrom fragilnog X varira od 15 do 60% (spol također ima ulogu u tome da li će simptomi biti izraženi). Sam sindrom pogađa 1 od oko 3000 osoba muškog spola i 1 u 4000-6000 osoba ženskog spola i njegova incidencija je manja nego incidencija same mutacije.

Međutim, tim naučnika iz Zdravstvenog naučnog centra Univerziteta Teksas, San Antonio i sa Univerziteta Berkeley su testirali malo drugačiji oblik CRISPR terapije na laboratorijskim miševima. Oni su, umjesto virusnog vektora, kakvi se obično koriste za "dostavu" CRISPR terapije, koristili nanočestice zlata. Naime, korištenjem uobičajenog sistema CRISPR-Cas9, dešavalo se da geni iz ovog kompleksa koji kodiraju Cas 9 uzrokuju i "izrezivanje" onih dijelove DNK koje ne treba rezati. Međutim, modifikacija tehnologije koja je korištena u ovom radu, nosila je Ca9 enzim u samom kompleksu i taj bi enzim obavio svoju funkciju, ali ne bi bio toliko stabilan te bi brzo nestao, ne napravivši štetu. Drugim riječima, kada se koristi virus kao nosilac CRISPR Cas9, teže je kontrolisati kolika će biti ekspresija enzima Cas 9

Naučnici su injicirali kompleks CRISPR-zlato direktno u mozak (u striatum) miševa sa fragilnim X, nakon čega se ispostavilo da je došlo do popravke u nekoliko tipova stanica.


Kombinacija CRISPR sekvenci i nanočestica zlata, izvor: UC Berkeley


Međutim, naučnici ovdje nisu djelovali na mutirani FMR1 gen, nego na gen zvani mGluR5, koji kodira jedan receptor - metabotropski glutamat receptor 5, uključen u regulaciju komunikacije između neurona. Kod sindroma fragilnog X postoji povezanost mutacije na FMR1 genu i prevelike ekspresije mGluR5 gena i njegovog produkta. Isključivanjem mGluR5 gena popmoću CRISPR-gold, naučnici su uspjeli umanjiti preintenzivnu komunikaciju između neurona i repetitivno ponašanje.

Rad o ovoj neobičnoj modifikaciji CRISPR tehnologije je objavljen u Nature Biomedical Engineering pod naslovom "Nanoparticle delivery of CRISPR into the brain rescues a mouse model of fragile X syndrome from exaggerated repetitive behaviours" krajem juna 2018.

Izvor: quantumofscience