연구는 임신 첫 XNUMX개월 동안 태아 발달 동안 포유동물의 유전 질환을 치료할 가능성이 있음을 보여줍니다
A 유전 장애는 유전자에 있는 사람의 DNA에 비정상적인 변화나 돌연변이가 발생하여 발생하는 상태 또는 질병입니다. 우리의 DNA 우리 몸에서 대부분의 기능을 수행하는 단백질을 만드는 데 필요한 코드를 제공합니다. 우리 DNA의 한 부분이 어떤 식으로든 변형되더라도, 그 부분과 관련된 단백질은 더 이상 정상적인 기능을 수행할 수 없습니다. 이 변화가 일어나는 위치에 따라 효과가 거의 없거나 전혀 없을 수도 있고, 세포를 너무 많이 변화시켜 다음과 같은 결과를 초래할 수도 있습니다. 유전 장애 또는 질병. 이러한 변화는 성장 중 DNA 복제(중복) 오류나 환경적 요인, 생활 방식, 흡연, 방사선 노출 등으로 인해 발생합니다. 이러한 장애는 자손에게 전달되어 아기가 산모의 자궁에서 발달할 때 발생하기 시작하므로 '선천적 결손'이라고 합니다.
선천적 결함은 경미할 수도 있고 극도로 심각할 수도 있으며, 외모, 기관 기능, 신체적 또는 정신적 발달의 일부 측면에 영향을 미칠 수 있습니다. 매년 수백만 명의 어린이가 심각한 질병을 앓고 태어납니다. 유전 정황. 이러한 결함은 장기가 아직 형성되고 있는 임신 첫 3개월 이내에 뚜렷이 나타나기 때문에 임신 중에도 발견할 수 있습니다. 양수천자(amniocentesis)라는 기술을 사용하여 이를 발견할 수 있습니다. 유전 자궁에서 추출한 양수를 검사하여 태아의 이상 유무를 검사합니다. 그러나 양수천자를 하더라도 아기가 태어나기 전에 교정할 수 있는 방법이 없기 때문에 치료가 불가능합니다. 일부 결함은 무해하고 개입이 필요하지 않지만 일부 결함은 심각할 수 있어 장기간 치료가 필요하거나 유아에게 치명적일 수도 있습니다. 일부 결함은 아기가 태어난 후 바로 교정될 수 있지만(예를 들어 일주일 이내에) 대부분 치료하기에는 너무 늦습니다.
치료 유전 태어나지 않은 아기의 상태
최초로 혁신적인 유전자 편집 기술을 사용하여 '병'을 치료했습니다.유전 Carnegie Mellon University와 Yale University의 연구자들이 실시한 연구에서 자궁 내 태아 발달 중 생쥐에서 '장애'가 발생했습니다. 배아의 초기 발달 동안(임신 후 첫 3개월 동안) 빠른 속도로 분열하는 많은 줄기 세포(성숙하면 어떤 유형의 세포로도 될 수 있는 미분화 세포 유형)가 있다는 것이 잘 알려져 있습니다. 이것이 적절한 시점이다. 유전 수정되면 돌연변이가 배아에서 태아 발달에 미치는 영향을 줄일 수 있습니다. 심각할 가능성이 있습니다 유전 상태가 치료될 수도 있으며 의도하지 않은 선천적 결함 없이 아기가 태어날 수도 있습니다.
에 발표된 이 연구에서 자연 통신 연구자들은 펩타이드 핵산 기반 유전자 편집 기술을 사용했습니다. 이 기술은 베타 지중해빈혈을 치료하기 위해 이전에 사용되었습니다. 유전 혈액에서 생산되는 헤모글로빈(HB)이 상당히 감소하여 신체 여러 부위에 정상적인 산소 공급에 영향을 미쳐 심각한 비정상적인 결과를 초래하는 혈액 장애입니다. 이 기술을 통해 펩타이드 핵산(PNA)(합성 단백질 골격과 DNA 및 RNA의 조합으로 구성됨)이라는 독특한 합성 분자가 생성되었습니다. 그런 다음 나노입자를 사용하여 "건강하고 정상적인" 기증자 DNA와 함께 이러한 PNA 분자를 특정 위치로 운반했습니다. 유전 돌연변이. PNA와 DNA의 복합체는 특정 부위에서 지정된 돌연변이를 식별하고, PNA 분자는 돌연변이 또는 결함이 있는 DNA의 이중 나선을 결합하고 압축을 푼다. 마지막으로 기증자 DNA는 돌연변이된 DNA와 결합하여 DNA 오류를 수정하는 메커니즘을 자동화합니다. 이 연구의 주요 의의는 이것이 태아에서 행해졌다는 것입니다. 따라서 연구자들은 양수천자와 유사한 방법을 사용하여 PNA 복합체를 태아가 가지고 있는 임신한 쥐의 양막(양수)에 삽입해야 했습니다. 유전자 베타 지중해 빈혈을 일으키는 돌연변이. PNA를 한 번 주입한 후 돌연변이의 6%가 수정되었습니다. 이 쥐들은 질병에 대한 증상의 개선을 보여주었습니다. 즉, 헤모글로빈 수치는 정상 범위에 있었으며, 이는 쥐가 상태를 '치료'한 것으로 해석될 수 있습니다. 생존율도 높아진 모습을 보였다. 이 주입은 매우 제한된 범위에 있었지만 연구자들은 주입을 여러 번 수행하면 더 높은 성공률을 달성할 수 있기를 희망합니다.
오프 타겟이 기록되지 않고 원하는 DNA만 수정되었기 때문에 이 연구는 관련이 있습니다. CRISPR/Cas9와 같은 유전자 편집 기술은 연구 목적으로 사용하기가 더 쉽지만, DNA를 자르고 오프사이트 정상 DNA도 손상시키기 때문에 오프사이트 오류를 수행하기 때문에 여전히 논란의 여지가 있습니다. 이러한 제한 때문에 그들은 치료법을 설계하는 데 이상적으로 적합하지 않습니다. 이러한 점을 감안할 때 본 연구에서 제시한 방법은 표적 DNA에만 결합하여 이를 수선하고 오프사이트 오류가 없는 것으로 나타났다. 이 표적 품질은 치료에 이상적입니다. 현재 설계에서 이러한 방법은 미래에 다른 상태를 '치료'하는 데 잠재적으로 사용될 수도 있습니다.
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출처
Ricciardi AS et al. 2018. 부위 특이적 게놈 편집을 위한 자궁 내 나노입자 전달. 자연 통신. https://doi.org/10.1038/s41467-018-04894-2
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