Лечението на хора, родени с инвалидизиращи наследствени заболявания, известни като митохондриална болест, сега е една стъпка по-близо след изследователски пробив.
Голяма група от учени – включително екипи от Университета по здравеопазване и наука на Орегон в Портланд и Института по биологични изследвания в Салк в Ла Джола, Калифорния – успешно превърнаха клетките на кожата от пациентите със слюнкохондриални заболявания в стволови клетки, свободни от заболяване.
В списание те описват как развиват и тестват два различни, но допълващи се начини за препрограмиране на клетките, за да генерират свободни от мутация линии на стволови клетки от хора с митохондриални заболявания.
Идеята е, че стволовите клетки могат да бъдат използвани за генериране на свободни от болести сърдечни, мозъчни, мускулни и очни клетки.
Докато технологията за стволови клетки е достатъчно безопасна за трансплантиране в пациентите, в краткосрочен план, методите вероятно ще бъдат ограничени до изследвания.
Старшият автор Хуан Карлос Иписуа Белмонте, професор в лабораторията за експресиране на гени в Salk, казва, че методите ще бъдат чудесно предимство на основното изследване. Те ще помогнат на учените да изследват по-подробно разликата между клетките с митохондриални мутации и здравите клетки.
Според оценките около 1 на 4 000 души има митохондриална болест, група наследени хронични заболявания, възникващи от всеки един от 200 мутации в митохондриална ДНК, предавани от майка на дете. Болестите могат да присъстват при раждането или да се развият по-късно в живота.
Митохондриите са малки кутии вътре в клетките, които произвеждат енергия от храната. Те имат собствена ДНК, която е отделена от основната ДНК в клетъчното ядро и за разлика от ядрената ДНК идва само от яйцето (не от спермата).
Мутациите в митохондриалната ДНК оставят клетките без достатъчно енергия, за да се развиват и функционират добре. Това води до прогресивни, тежки физически, развойни и когнитивни увреждания, като симптомите варират от слаб растеж, мускулна слабост, болка и загуба на координация, до припадъци, слепота, загуба на слуха, трудности при учене и органна недостатъчност.
Лечението може да облекчи някои от симптомите или да забави прогресирането на митохондриалните заболявания, но все още никой не може да ги излекува.
По-рано тази година Великобритания взе решение да позволи създаването на ембриони от трима души. Но докато това би попречило на децата да се раждат с безразмерно заболяване, тя не помага на хората, които вече имат това състояние.
Два начина за създаване на стволови клетки, свободни от мутирала митохондриална ДНК
За да генерират здрави стволови клетки, свободни от мутирала митохондриална ДНК, изследователите развиват twotechniques.
И двата метода използват кожни проби от пациенти с митохондриална енцефаломиопатия или LeighSyndrome – тежки митохондриални заболявания, които засягат мозъка и мускулите.
За първия метод, екипът използва стандартен начин за превръщане на клетките на кожата в клетки на плурипотентем – клетки, които имат потенциала да бъдат прикрепени към всеки тип клетка в тялото.
Поради естеството на митохондриалното заболяване, не всички митохондрии в клетките са засегнати в същата степен. Има шанс някои да нямат дефектна ДНК. Това означава, че в процеса на генериране на нови клетки има шанс някои от тях да завършат с 0% болни митохондрии.
Това позволява на учените да избират 100% здрави стволови клетки – без дефектомия – от генерираните за този конкретен пациент.
Този лесен подход обаче не работи непременно за всеки пациент. Някои индивиди нямат клетки с достатъчно или някакви митохондрии, които не съдържат заболявания.
Така че екипът работи по втори подход – подобен на митохондриалния заместител, използван при IVF за трети човек. Ядрото от клетката на пациента в кожата се прехвърля в дарителска яйцеклетка със здрави митохондрии. Новата яйцеклетъчна клетка след това се използва за производство на плурипотентни стволови клетки.
Когато направиха това, екипът откри, че здравите митохондрии поемат и са генерирани успешно здрави, генетично подобни клетки от пациента.
Съавтор Джу Уу, научен сътрудник в лабораторията на проф. Исписуа Белмонте, обобщава техните похвати:
"И в двата случая идеята е, че имаме здрави стволови клетки и ние знаем как да конвертираме плурипотентните стволови клетки в различни клетъчни типове. Те имат потенциала да предизвикат всякакъв вид клетки в тялото."
По-рано тази година също така съобщиха как екипът на института Salk успешно демонстрира за първи път как една техника за редактиране на митохондриална ДНК спира човешките митохондриални заболявания, преминали от женски мишки, до тяхното потомство.
Проф. Иписуа Белмонте заяви, че лечението може потенциално да бъде приложено в клиниките за IVF като еднократно инжектиране в яйчните клетки или ранните ембриони на майката и тъй като не използва донорна ДНК, тя трябва да доведе до по-безопасно, по-просто и по-етично лечение, човек митохондриална редукция терапия.
