מחקרים

טכניקה חדשה למניעת העברת מוטציות מזיקות של דנ"א מיטוכונדריאלי לתאי המין של האם

במחקר מעבדה בעכברים, הצליחו חוקרים להיפטר באופן סלקטיבי מדנ"א מיטוכונדריאלי הנושא מוטציות מזיקות בתהליך של "עריכת גנום"

25.05.2015, 21:18
דנ"א מיטוכונדריאלי (צילום: אילוסטרציה)

הדנ"א המיטוכונדריאלי, המועבר בתורשה מאם לילד, נושא לעתים מוטציות המובילות למחלות קשות. כיום מתבצע מחקר לגבי גישה טיפולית הכוללת העברת דנ"א גרעיני של אם שהדנ"א המיטוכונדריאלי שלה מכיל מוטציות מזיקות, לתוך ביצית של תורמת שהמיטוכונדריה שלה אינה נשאית של מוטציות. אולם, גישה זו עדיין שנויה במחלוקת מאחר ויש הטוענים כי אינה בטוחה וכי היא יוצרת מצב של שלושה הורים ביולוגיים.

בכל תא, ובכלל זה תאי ביצית, קיים מספר גדול של אברוני מיטוכונדריה. ממחקרים קודמים ידוע כי גם בתאים שבהם מיטוכונדריה שהדנ"א שלה נושא מוטציות לעיתים קרובות קיימים גם אברונים שבהם הדנ"א המיטוכונדריאלי תקין. מצב זה נקרא הטרופלזמיה של דנ"א מיטוכונדריאלי (mtDNA heteroplasmy).

במחקר שנעשה על ידי קבוצה גדולה ובינלאומית של חוקרים, בהובלת מכון סאלק בסאן דייגו, ניסו החוקרים להשפיע על מאזן ההטרופלזמיה בתאי האם, כך שבאופן סלקטיבי יחוסל הדנ"א הפגום ויישאר רק דנ"א תקין. על ידי כך ניסו להשפיע על העברת דנ"א מיטוכונדריאלי מתאי הגוף של האם לתאי המין שלה ולגרום להעברת דנ"א תקין בלבד.

החוקרים השתמשו בעכברים מזן מוכלא NZB/BALB הנושאים שני סוגים מובחנים של דנ"א מיטוכונדריאלי: BALB ו NZB.

החוקרים השתמשו בשתי שיטות שונות ל"עריכת" הדנ"א המיטוכונדריאלי. בשיטה הראשונה, השתמשו ברנ"א מוכוון מיטוכונדריה המקודד לאנזים חותך-דנ"א (restriction endonuclease). האנזים שנוצר במיטוכונדריה לאחר הזרקת הרנ"א לביציות ולעוברים מוקדמים של העכברים הוכח כספציפי מספיק לחיתוך סלקטיבי של סוג אחד של דנ"א מיטוכונדריאלי, והשארת הסוג השני שלם. עוברים לאחר טיפול כזה הושתלו בעכברות בוגרות והצאצאים שנולדו היו בריאים ופוריים. בשיטה זו טופלו שני סטים שונים של דנ"א מיטוכונדריאלי, שניהם ללא מוטציות, ובוצעה הדגמה ראשונית של בטיחות השיטה בחיות ויעילותה בעריכה סלקטיבית של דנ"א מיטוכונדריאלי.
שיטה זו עשויה לעבוד רק כנגד מוטציה ספציפית, ולכן יישומה עלול להיות מוגבל.

בשיטה השנייה השתמשו החוקרים בטכניקת TALEN, חיתוך דנ"א הנעשה על ידי שילוב של שני אנזימים הפועלים ביחד. הייתרון של שיטה זו הוא שניתן להתאים את האנזימים כך שיחתכו כל רצף של דנ"א שהחוקר מעוניין בו. הזרקת רנ"א המקודד לTALEN מוכוון-מיטוכונדריה לביציות של עכברים הראתה תוצאות דומות של אלימינציה סלקטיבית של סוג אחד של דנ"א מיטוכונדריאלי והשארת השני ללא פגע. בשלב הבא, החוקרים חיברו ביציות של עכברים עם תאים אנושיים הנושאים דנ"א מיטוכונדריאלי המכיל אחת מתוך שתי מוטציות מזיקות והראו שהזרקת רנ"א ספציפי כנגד מקטעי דנ"א מיטוכונדריאלי הנושא את המוטציה הביאה לירידה חדה ברמות הדנ"א המוטנטי בתאים המחוברים.

לאור הממצאים קובעים החוקרים כי השיטות שהציגו הן בעלות פוטנציאל טיפולי למניעת העברה של מוטציות מזיקות של דנ"א מיטוכונדריאלי מאם לילד.

מקור:
Reddy P, Ocampo A, Suzuki K, Luo J, Bacman SR, Williams SL, Sugawara A, Okamura D, Tsunekawa Y, Wu J, Lam D, Xiong X, Montserrat N, Esteban CR, Liu GH, Sancho-Martinez I, Manau D, Civico S, Cardellach F, Del Mar O'Callaghan M, Campistol J, Zhao H, Campistol JM, Moraes CT, Izpisua Belmonte JC. Selective elimination of mitochondrial mutations in the germline by genome editing. Cell. 2015 Apr 23;161(3):459-69. doi: 10.1016/j.cell.2015.03.051.

נושאים קשורים:  מחקרים,  דנא,  מיטוכונדריה,  מחלות מיטוכונדריאליות
תגובות