Dzięki edycji epigenetycznej, naukowcy wyciszyli gen regulujący poziom złego cholesterolu u myszy bez ingerencji w pierwotną sekwencję DNA.
Wyciszając gen odpowiedzialny za regulację „złego” cholesterolu bez zmiany pierwotnej sekwencji DNA, naukowcy wykazali, iż możliwe jest zastosowanie edycji epigenetycznej w leczeniu chorób zamiast konwencjonalnej technologii edycji genów łamiącej DNA, co stwarza ryzyko niezamierzonych skutków. Ponieważ bliźnięta jednojajowe rozwijają się z jednego zapłodnionego jaja, mają ten sam genom, czyli cały zestaw materiału genetycznego występującego w organizmie. Zatem wszelkie różnice między nimi, choćby jeżeli chodzi o cechy ze znaczącym składnikiem genetycznym – powiedzmy, iż u jednego z nich rozwija się choroba serca, a u drugiego nie – wynikają z ich środowiska. Nazywa się to epigenetyką.
➔ ZOBACZ TEŻ: Nowa technologia edycji genów pozwala zwalczać „zły cholesterol”
Geny w DNA ulegają „ekspresji” podczas ich odczytywania i transkrypcji na RNA, które następnie ulega translacji na białka. To białka determinują wiele cech i funkcji komórki. Zmiany epigenetyczne mogą zwiększyć lub wyciszyć transkrypcję określonych genów, przyspieszając lub hamując związaną z tym produkcję białek, ale nie zmieniają genomu. Zmiany te, które są odwracalne, mogą wpływać na człowieka przez całe jego życie i pośredniczyć w trwającym przez całe życie dialogu między genami a środowiskiem.
W nowym badaniu naukowcy z Instytutu Naukowego IRCCS San Raffaele w Mediolanie we Włoszech zademonstrowali metodę edycji epigenetycznej, która wycisza gen regulujący poziom cholesterolu u myszy, bez zmiany genomu.
Jeśli potrzebujesz łatwego do zrozumienia podręcznika na temat epigenetyki, obejrzyj film TED-Ed autorstwa Carlosa Guerrero-Bosagny, badacza epigenetyki: Co to jest epigenetyka? – Carlos Guerrero-Bosagna.
Edycja genomu w celu wprowadzenia precyzyjnych zmian w DNA dzięki technologii takiej jak CRISPR – tak zwanych „nożyczek genetycznych” – to obiecująca metoda leczenia chorób. Istnieje jednak ryzyko, iż uszkodzenie DNA spowoduje niezamierzone skutki, takie jak mutacje genetyczne i niepożądane skutki, które zakłócają funkcję lub regulację genów niedocelowych. Edycja epigenetyczna jest atrakcyjną alternatywą, polegającą na modyfikowaniu grup chemicznych zdobiących DNA bez zmiany genomu.
Badacze zajęli się genem PCSk9, który dostarcza instrukcji wytwarzania białka PCSK9, które pomaga regulować ilość cholesterolu we krwi. PCSK9 kontroluje liczbę receptorów lipoprotein o małej gęstości (LDL lub „złego” cholesterolu) w komórkach, które wiążą się z LDL w celu usunięcia go z krwi. Hamowanie PCSK9 uwalnia więcej receptorów w celu usunięcia cholesterolu LDL, obniżając jego poziom. Po przeszukaniu różnych platform wiązania DNA naukowcy odkryli, iż białka palca cynkowego najskuteczniej wyciszają PCSk9 u myszy.
Wykorzystali nanocząsteczki lipidowe (LNP), aby dostarczyć mechanizm edycji epigenetycznej do wątroby, gdzie szczególnie występuje duża liczba receptorów cholesterolu LDL. Jedna dawka spowodowała wyciszenie PCSk9, niemal o połowę zmniejszając poziom krążącego białka PCSK9 na prawie rok. „Wyciszanie epi” hamowało do 75% PCSk9, działając równie dobrze jak konwencjonalna edycja genów, nie powodując potencjalnie szkodliwych pęknięć DNA w celu inaktywacji pożądanego genu.
Naukowcy twierdzą, iż ich sprawdzona metoda wyciszania epigenetycznego otwiera ekscytujące możliwości terapii genowej i wymaga dalszych badań.
Badanie opublikowano w czasopiśmie Nature.
źródło: Instytut Naukowy IRCCS San Raffaele | Scimex | New Atlas
