Исследователь создал клеточные линии для лечения митохондриальных заболеваний у детей
Митохондриальные заболевания — это группа тяжелых генетических расстройств, поражающих одного из 5000 человек в мире, в основном детей. Они вызывают проблемы с сердцем, задержку развития, когнитивные нарушения, дыхательную недостаточность и могут приводить к преждевременной смерти. Лекарства от них не существует.
Исследовательская группа под руководством Алоки Абей Бандары из Вирджинского политехнического института создала живые клеточные модели, имитирующие клетки при митохондриальных заболеваниях. Работа опубликована в журналах Mitochondrion и BMC Molecular and Cell Biology.
Как работают митохондрии и что ломается
Энергия в клетках производится в митохондриях с помощью электрон-транспортной цепи — серии белковых комплексов (I-V). Комплексы I и II отвечают за удаление электронов из питательных веществ. При их дефектах производство энергии в форме АТФ нарушается, что поражает сердце, мышцы, мозг и другие органы.
Создание моделей болезни с помощью CRISPR/Cas9
Чтобы создать модели «больных» клеток, исследователи «выключили» (knock-out) гены, кодирующие белки Комплекса I и Комплекса II, с помощью технологии CRISPR/Cas9:
- Определили целевой участок генома.
- Направили фермент Cas9 к этому участку с помощью направляющей РНК.
- Cas9 разрезал ДНК, удалив нужный фрагмент.
В результате были созданы две мутантные клеточные линии: без Комплекса I и без Комплекса II.
Подтверждение модели болезни
Созданные «больные» клетки показали три характерных признака митохондриальной дисфункции:
- Значительно сниженное потребление кислорода.
- Очень медленный рост.
- Недостаточное производство АТФ.
Тестирование терапии
На этих клеточных линиях протестировали новый препарат Идебенон. Лечение смогло частично восстановить потребление кислорода и рост клеток.
Значение и перспективы
- Клеточные линии — основа для скрининга и тестирования новых лекарств без необходимости брать клетки у пациентов.
- На эту разработку получены две временные патента. Одна линия уже запатентована и лицензирована фармацевтической компании.
- Линии доступны для глобального использования исследователям и компаниям через некоммерческую организацию Ximbio.
«Наши модели позволят увидеть, что именно происходит с клетками при развитии болезни, и изучать токсичность и эффективность новых кандидатов в лекарства», — сказал Алока Абей Бандара.