Kajian Menunjukkan Molekul Reseptor Memudahkan Pengenalan Gen Dibetulkan Ke Dalam Sel

2023 Pengarang: Bailey Leapman | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-09-16 18:48

Penyelidik perubatan yang cuba menyempurnakan terapi gen menghadapi halangan utama dalam memasukkan gen yang diperbetulkan ke dalam nukleus sel di mana mereka boleh mengarahkan pengeluaran protein sihat yang tidak dapat dihasilkan oleh jentera selular yang rosak.

Pada masa lalu, saintis telah menggunakan virus yang lemah sebagai vektor untuk membawa gen yang berfungsi ke dalam sel, tetapi setakat ini pertahanan semula jadi tubuh yang canggih terhadap penceroboh - terutamanya dalam paru-paru - telah mengehadkan keberkesanannya.

Kini, saintis Universiti North Carolina di Sekolah Perubatan Chapel Hill telah menemui apa yang mereka fikir boleh menjadi peningkatan besar. Buat pertama kalinya, mereka menyasarkan kelas molekul reseptor khas pada permukaan sel saluran pernafasan. Percubaan mereka menunjukkan bahawa apabila diaktifkan, reseptor berganding protein G boleh berfungsi seperti pintu pusingan yang membenarkan virus yang lemah masuk ke dalam sel, bersama-sama dengan muatan terapeutik yang dilampirkan.

Laporan mengenai penyelidikan itu muncul dalam edisi Jun Nature Biotechnology. Penulis ialah Dr. Silvia M. Kreda, Raymond J. Pickles dan Eduardo R. Lazarowski, semua rakan penyelidikan dalam bidang perubatan, dan Dr. Richard C. Boucher, profesor perubatan Kenan.

"Kami memautkan vektor adenovirus kepada molekul isyarat kecil yang dikenali sebagai UTP yang berinteraksi dengan reseptor, dan kami memperoleh pemindahan gen khusus dalam sel saluran pernafasan manusia," kata Kreda. "Strategi ini fleksibel dan secara konsep boleh membolehkan kami berjaya membetulkan jenis sel lain atau menggunakan vektor terapi gen yang berbeza."

Boucher, pengarah Pusat Cystic Fibrosis UNC-CH, menyamakan vektor dengan trak penghantaran mel yang mengalihkan kargo berharga. Dia juga memanggil strategi itu "pendekatan Kuda Trojan klasik" kerana ia menipu permukaan sel yang kebanyakannya tidak boleh ditembusi. Kejayaan mereka menetapkan peringkat untuk membangunkan sistem dengan aplikasi klinikal.

"Anda perlu menjadikan virus itu kelihatan seperti sesuatu yang lain yang boleh melekat pada sel saluran pernafasan dan mempunyai kapasiti untuk menembusi ke dalam," katanya. "Kertas Dr. Kreda menunjukkan sebenarnya terdapat reseptor ini di sisi sel yang menghadap ke saluran pernafasan dan jika anda boleh menghiasi virus dengan UTP, anda boleh menipu sel untuk membuka pintunya cukup lama untuk virus menyelinap masuk."

Para saintis kini cuba meningkatkan kecekapan vektor dalam memasuki sel, kata Boucher. Selepas itu, mereka akan cuba membetulkan sel fibrosis kistik yang rosak dalam kultur tisu, dalam model tikus fibrosis kistik yang dipelopori di UNC-CH dan, akhirnya, dalam sukarelawan manusia.

"Kami semua sangat berminat dengan tanggapan bahawa anda perlu berhati-hati dan sangat selamat apabila mencuba kajian terapi gen pada manusia," katanya. "Hanya apabila orang cuba tergesa-gesa ke hadapan dan mengambil jalan selekoh barulah masalah timbul."

Biasa pada bahagian saluran pernafasan sel-sel yang melapisi paru-paru, reseptor G-protein-coupled yang disasarkan oleh pasukan UNC-CH ialah reseptor purinergik yang dikenali sebagai P2Y2, kata Kreda. Para saintis ingin membetulkan gen CFTR, yang tidak berfungsi pada orang dengan cystic fibrosis, supaya paru-paru pesakit dapat mengekalkan keseimbangan garam dan air yang betul. Jika tidak, rembesan paru-paru menjadi terlalu tebal dan melekit, mengakibatkan satu siri jangkitan yang melemahkan dan kematian pramatang.

Dalam kajian semasa, dia dan rakan sekerja tidak memindahkan gen cystic fibrosis sebaliknya menggunakan gen "reporter", yang lebih mudah diukur di dalam sel menggunakan teknologi pendarfluor dan tahap aktiviti enzimatik.

"Ini menarik dan kami fikir sangat menjanjikan dan penting kerana kami dapat memecahkan salah satu halangan yang ditawarkan oleh sel epitelium kepada vektor virus," kata Kreda.

Institut Kesihatan Kebangsaan dan Yayasan Cystic Fibrosis menyokong penyelidikan yang berterusan.