Новое исследование показывает, как можно предотвратить митохондриальные заболевания

Совместная группа ученых из лаборатории Нью-Йоркского фонда стволовых клеток (NYSCF) и Медицинского центра Колумбийского университета (CUMC) разработала методику, которая может предотвратить наследование митохондриальных заболеваний у детей. Исследование опубликовано в Интернете сегодня в журнале Nature.

Дитер Эгли, доктор философии, и Дэниел Паулл, доктор философии из лаборатории NYSCF, вместе с Марком Зауэром, доктором медицины, и Мичио Хирано, доктором медицины, из CUMC продемонстрировали, как ядро ​​клетки может быть успешно перенесено между яйцеклетками человека. Это знаменательное достижение имеет серьезные последствия для тех детей, у которых есть возможность унаследовать митохондриальные заболевания.

Митохондрии – это клеточные органеллы, отвечающие за поддержание и рост клетки. Они содержат собственный набор генов, передаваемых от матери к ребенку, и наследуются независимо от ядра клетки. Хотя митохондриальная ДНК составляет только 37 из более чем 20000 генов у человека, мутации митохондриальных генов несут вредные последствия.

Митохондриальные нарушения, вызванные мутациями в митохондриальной ДНК, затрагивают примерно 1 из 10 000 человек, в то время как почти 1 из 200 человек несет мутантную митохондриальную ДНК. Симптомы, чаще всего проявляющиеся в детстве, могут, среди прочего, привести к задержке роста, заболеванию почек, мышечной слабости, неврологическим расстройствам, потере зрения и слуха, а также респираторным проблемам. Во всем мире ребенок рождается с митохондриальной болезнью примерно каждые 30 минут, и в настоящее время нет лекарств от этих разрушительных заболеваний.

"С помощью этого исследования мы показали, что можно предотвратить наследование митохондриальных нарушений," сказал Эгли, доктор философии, соавтор исследования и старший научный сотрудник лаборатории NYSCF. "Мы надеемся, что этот метод может быть быстро продвинут в клинику, где исследования на людях могут показать, как использование этого процесса может помочь предотвратить митохондриальные заболевания."

В этом исследовании ученые удалили ядро ​​неоплодотворенной яйцеклетки и заменили его ядром яйцеклетки другого донора. Полученная яйцеклетка содержала геном донора, но не ее митохондриальную ДНК. Исследователи продемонстрировали, что перенос не оказал заметного вредного воздействия на яйцеклетку, что является предпосылкой для клинического перевода. Они достигли этого за счет снижения температуры яйца перед переносом ядра, новая методика. Предыдущие исследования сообщают о неблагоприятных последствиях примерно для 50% яйцеклеток.

Затем исследователи искусственно активировали яйцеклетку с помощью техники, называемой партеногенезом, и вывели линии стволовых клеток из бластоцисты, которая образовалась. Эти клеточные линии выращивались более года и генерировали типы взрослых клеток, такие как нейроны, клетки сердца и бета-клетки поджелудочной железы, на которые влияет мутантная митохондриальная ДНК. Они обнаружили, что уровни исходных митохондрий пожертвованного генома не поддаются обнаружению, демонстрируя, что это навсегда устранит митохондриальную ДНК и предотвратит развитие этих заболеваний у будущих поколений семьи.

Существующие варианты лечения для предотвращения митохондриальных заболеваний ограничены. Женщина с семейным анамнезом митохондриальных заболеваний может воздержаться от рождения детей. В качестве альтернативы она может выбрать экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) с донорскими яйцеклетками; однако это означает, что ребенок будет генетически не связан с ней. В качестве другого варианта пациенты могут пройти лечение ЭКО и, посредством пренатального скрининга, позволить клиницистам выбрать из яйцеклеток матери те, которые имеют наименьшую вероятность несения дефектов митохондриальной ДНК. Однако это не полностью эффективный процесс скрининга, и ее дети все еще могут быть затронуты митохондриальными нарушениями.

"Женщинам, несущим мутантную митохондриальную ДНК, больше не нужно беспокоиться о том, что их дети заболеют. Этот метод может позволить нам предоставить женщинам терапевтический вариант, который предотвратит эти расстройства," сказал Зауэр, доктор медицины, соавтор статьи и заместитель председателя отделения акушерства и гинекологии и заведующий отделением репродуктивной эндокринологии в Медицинском центре Колумбийского университета. Зауэр также является директором программы вспомогательной репродукции в Центре репродуктивного здоровья женщин.

"Эти результаты отражают цели и стремления The New York Stem Cell Foundation – ускорить поиск средств лечения и предотвратить болезни," сказала Сьюзен Л. Соломон, генеральный директор Нью-Йоркского фонда стволовых клеток. "Это исследование подчеркивает важность междисциплинарного сотрудничества, в котором тесное партнерство между исследователями и клиницистами позволяет добиться огромных успехов, которые ранее были невозможны."

"Мы часто слишком поздно знаем, что пациентка рискует передать дефектные митохондрии своим детям. Это абсолютно разрушительно для пациента и ее семьи," сказал Хирано, доктор медицины, профессор неврологии и содиректор клиники Ассоциации взрослых мышечной дистрофии в Медицинском центре Колумбийского университета, где он принимает пациентов с митохондриальными заболеваниями. "Этот новый метод предлагает эффективное решение, гарантируя, что в яйцеклетках присутствуют только здоровые митохондрии."

Ученые планируют перейти к клиническому применению, используя эту технику. Следующие шаги включают производство большего количества яйцеклеток, свободных от митохондриальных заболеваний, и создание здорового потомства на животной модели.

3 комментария к “Новое исследование показывает, как можно предотвратить митохондриальные заболевания”

Оставьте комментарий