Dzirdes zudums (HL) ir visizplatītākā maņu traucējumu slimība cilvēkiem.Attīstītajās valstīs aptuveni 80% bērnu pirmsvalodas kurluma gadījumu izraisa ģenētiski faktori.Visizplatītākie ir viena gēna defekti (kā parādīts 1. att.), 124 gēnu mutācijas ir saistītas ar cilvēka nesindromisku dzirdes zudumu, pārējo izraisa vides faktori.Kohleārais implants (iekšējā ausī ievietota elektroniska ierīce, kas nodrošina elektrisko stimulāciju tieši dzirdes nervam) ir visefektīvākā iespēja smagas HL ārstēšanai, savukārt dzirdes aparāts (ārēja elektroniska ierīce, kas pārveido un pastiprina skaņas viļņus) var palīdzēt pacientiem ar mērenu HL.Tomēr pašlaik nav pieejamas zāles iedzimtas HL (GHL) ārstēšanai.Pēdējos gados arvien lielāka uzmanība tiek pievērsta gēnu terapijai kā daudzsološai pieejai iekšējās auss disfunkcijas ārstēšanai.

1. att.Ar kurlumu saistīto variāciju veidu sadalījums.[1]

Nesen zinātnieki no Solkas institūta un Šefīldas universitātes publicēja pētījuma rezultātu Molekulārā terapija – metodes un klīniskā attīstība [2], kas parādīja plašas pielietojuma perspektīvas iedzimta kurluma gēnu terapijai in vivo.Uri Manor, Solkas institūta pētnieku docents un Veitas uzlabotās biofotonikas centra direktors, sacīja, ka viņš ir dzimis ar smagu dzirdes zudumu un uzskatīja, ka dzirdes atjaunošana būtu brīnišķīga dāvana.Viņa iepriekšējais pētījums atklāja, ka Eps8 ir aktīnu regulējošs proteīns ar aktīna saistīšanas un ierobežošanas aktivitātēm;kohleārajās matu šūnās proteīnu komplekss, ko veido Eps8 ar MYO15A, WHIRLIN, GPSM2 un GNAI3, galvenokārt eksistē visvairāk Matu saišķu uzturēšanai nepieciešami garo stereociliju gali, kas kopā ar MYO15A lokalizē BAIAP2L2 īsāku stereociliju galos.Tāpēc Eps8 var regulēt matu šūnu stereociliju garumu, kas ir būtiski normālai dzirdes funkcijai;Eps8 dzēšana vai mutācija izraisīs īsas stereocilijas, kas neļauj pareizi pārvērst skaņu elektriskos signālos smadzeņu uztverei, kas savukārt noved pie kurluma..Tajā pašā laikā līdzstrādnieks Valters Markoti, Šefīldas universitātes profesors, atklāja, ka matu šūnas nevar normāli attīstīties, ja nav Eps8.Šajā pētījumā Manor un Marcotti sadarbojās, lai noskaidrotu, vai Eps8 pievienošana stereociliārajām šūnām varētu atjaunot to darbību un, savukārt, uzlabot dzirdi pelēm.Pētnieku grupa izmantoja adeno-associated vīrusa (AAV) vektoru Anc80L65, lai ievadītu kodēšanas secību, kas satur savvaļas tipa EPS8 Eps8-/- jaundzimušo P1-P2 peļu gliemežnīcas ar apaļo logu membrānas injekciju;peļu auss auss apmatojuma šūnās Stereociliju funkcija tika labota pirms to nobriešanas;un labošanas efektu raksturoja attēlveidošanas tehnoloģija un stereociliju mērīšana.Rezultāti parādīja, ka Eps8 palielināja stereociliju garumu un atjaunoja matu šūnu funkciju zemas frekvences šūnās.Viņi arī atklāja, ka laika gaitā šūnas zaudēja spēju tikt izglābtas ar šo gēnu terapiju.Tas nozīmē, ka šī ārstēšana var būt jāievada dzemdē, jo pēc peļu piedzimšanas Eps8-/- matu šūnas var būt nobriedušas vai uzkrājušas neatgriezeniskus bojājumus."Eps8 ir proteīns ar daudzām dažādām funkcijām, un vēl ir daudz ko izpētīt," sacīja Manor.Turpmākajos pētījumos tiks pētīta Eps8 gēnu terapijas ietekme uz dzirdes atjaunošanu dažādos attīstības posmos un to, vai ir iespējams pagarināt ārstēšanas iespējas.Nejauši 2020. gada novembrī Izraēlas Telavivas universitātes profesors KarenB Avrahams publicēja savus rezultātus žurnālā EMBO Molecular Medicine [3], izmantojot novatorisku gēnu terapijas tehnoloģiju, lai izveidotu nekaitīgu sintētisko adenosaistīto vīrusu AAV9-PHP.B, Syne4-/- peļu matu šūnu gēna defekts tika novērsts, peļu iekšējā ausī injicējot vīrusu, kas satur Syne4 kodējošo secību, ļaujot tam iekļūt matu šūnās un atbrīvot pārnēsāto ģenētisko materiālu, ļaujot tām nobriest un normāli funkcionēt (kā parādīts 2. attēlā).

2. att.Iekšējās auss anatomijas shematisks attēlojums, koncentrējoties uz Korti orgānu un nesprin-4 šūnu funkciju.

Redzams, ka gēnu terapijas izmantošanai, lai sasniegtu mērķi ārstēt iedzimtas slimības gēnu līmenī, ievietojot, izņemot vai koriģējot jebkādus mutētus gēnus ārstēšanai (tas ir, kontrolējot slimības ģenētiskās izmaiņas), ir augsts klīniskais efekts.pieteikuma perspektīvas.Pašreizējās gēnu terapijas metodes ģenētiski deficīta kurlumam var iedalīt šādās kategorijās:

gēnu aizstāšana

Gēnu aizstāšana neapšaubāmi ir "vienkāršākā" gēnu terapijas forma, kuras pamatā ir bojāta gēna identificēšana un aizstāšana ar normālu vai savvaļas tipa gēna kopiju.Pirmais veiksmīgais iekšējās auss gēnu terapijas pētījums par dzirdes zudumu, ko izraisa vezikulārā glutamāta transportera 3 (VGLUT3) gēna dzēšana;AAV1 mediēta eksogēna VGLUT3 pārmērīga ekspresija iekšējās auss matu šūnās (IHC) Var izraisīt ilgstošu dzirdes atjaunošanos, daļēju lentes sinaptiskās morfoloģijas atjaunošanos un konvulsīvas reakcijas [4].Tomēr piemēros, kas ietver divus AAV piegādātos gēnu aizstājējus, kas aprakstīti iepriekš ievadā, ir svarīgi atzīmēt, ka peles modeļi, ko izmanto noteiktu veidu gēnu dzēšanas iedzimtu dzirdes traucējumu gadījumā, īslaicīgi atšķiras no cilvēkiem, un P1 pelēm iekšējā auss ir nobriedušā attīstības stadijā.Turpretim cilvēki piedzimst ar nobriedušu iekšējo ausi.Šī atšķirība novērš iespējamu peļu rezultātu izmantošanu cilvēka iedzimtu kurluma traucējumu ārstēšanā, ja vien gēnu terapija netiek piegādāta nobriedušām peles ausīm.

Gēnu rediģēšana: CRISPR/Cas9

Salīdzinājumā ar “gēnu aizstāšanu”, gēnu rediģēšanas tehnoloģijas attīstība ir devusi rītausmu ģenētisko slimību ārstēšanai no saknēm.Svarīgi, ka gēnu rediģēšanas metode kompensē tradicionālo pārmērīgas ekspresijas gēnu terapijas metožu trūkumus, kas nav piemēroti dominējošām iedzimtām kurluma slimībām, un problēmu, ka pārmērīgas ekspresijas metode nav ilgstoša.Pēc tam, kad Ķīnas pētnieki īpaši izsita Myo6C442Y mutantu alēli Myo6WT/C442Y pelēm, izmantojot AAV-SaCas9-KKH-Myo6-g2 gēnu rediģēšanas sistēmu, un 5 mēnešu laikā pēc nokautēšanas, peles Modeļa dzirdes funkcija tika atjaunota;vienlaikus tika arī novērots, ka uzlabojās iekšējās auss matu šūnu izdzīvošanas rādītājs, kļuva regulāra skropstu forma, tika koriģēti elektrofizioloģiskie rādītāji [5].Šis ir pirmais pētījums pasaulē, kurā izmantota CRISPR/Cas9 tehnoloģija, lai ārstētu iedzimtu kurlumu, ko izraisa Myo6 gēna mutācija, un tas ir nozīmīgs gēnu rediģēšanas tehnoloģijas pētniecības progress iedzimta kurluma ārstēšanai.Ārstēšanas klīniskais tulkojums nodrošina stabilu zinātnisku pamatojumu.

Gēnu terapijas piegādes metodes

Lai gēnu terapija būtu veiksmīga, kailas DNS molekulas nevar efektīvi iekļūt šūnās to hidrofilitātes un negatīvā fosfātu grupu lādiņa dēļ, un, lai nodrošinātu papildināto nukleīnskābju molekulu integritāti, ir jāizvēlas droša un efektīva metode.Papildinātā DNS tiek nogādāta mērķa šūnā vai audos.AAV tiek plaši izmantots kā piegādes līdzeklis slimību ārstēšanai, pateicoties tā augstajai infekciozajai iedarbībai, zemai imunogenitātei un plašam tropismam dažādiem audu veidiem.Pašlaik liels pētniecisko darbu kopums ir noteicis dažādu AAV apakštipu tropismu attiecībā pret dažādiem šūnu tipiem peles gliemežnīcā.Izmantojot AAV piegādes raksturlielumus kombinācijā ar šūnām specifiskiem promotoriem, var panākt šūnām specifisku ekspresiju, kas var samazināt ārpusmērķa efektus.Turklāt, kā alternatīva tradicionālajiem AAV vektoriem, pastāvīgi tiek izstrādāti jauni sintētiskie AAV vektori, kuriem ir izcila transdukcijas spēja iekšējā ausī, no kuriem AAV2/Anc80L65 ir visplašāk izmantotais.Nevīrusu ievadīšanas metodes var iedalīt fizikālās metodēs (mikroinjekcija un elektroporācija) un ķīmiskās metodēs (uz lipīdu bāzes, uz polimēru bāzes un zelta nanodaļiņām).Abas pieejas ir izmantotas iedzimtu kurluma traucējumu ārstēšanā, un tām ir dažādas priekšrocības un ierobežojumi.Papildus ievadīšanas nesējam gēnu terapijai kā nesējai, var izmantot dažādas pieejas gēnu ievadīšanai in vivo, pamatojoties uz dažādiem mērķa šūnu tipiem, ievadīšanas ceļiem un terapeitisko efektivitāti.Sarežģītā iekšējās auss struktūra apgrūtina mērķa šūnu sasniegšanu, un genoma rediģēšanas līdzekļu izplatīšana ir lēna.Membrānas labirints atrodas īslaicīgā kaula kaulainā labirintā un ietver kohleāro kanālu, pusapaļo kanālu, utrikulu un balonu.Tās relatīvā izolācija, minimālā limfātiskā cirkulācija un atdalīšana no asinīm ar asins labirinta barjeru ierobežo efektīvu sistēmisku terapeitisko līdzekļu piegādi tikai jaundzimušo pelēm.Lai iegūtu gēnu terapijai piemērotus vīrusu titrus, ir nepieciešama tieša lokāla vīrusu vektoru injekcija iekšējā ausī.Noteiktie injekcijas ceļi ir [6]: (1) apaļā loga membrāna (RWM), (2) traheostoma, (3) endolimfātiskā vai perilimfātiskā kohleostoma, (4) apaļā loga membrāna un caurules fenestrācija (CF) (kā parādīts 3. attēlā).

3. att.Gēnu terapijas iekšējās auss piegāde.

Lai gan gēnu terapijā ir panākti daudzi sasniegumi, pamatojoties uz klīniskās translācijas mērķiem, ir jāpaveic vairāk darba, pirms gēnu terapija var kļūt par pirmās izvēles ārstēšanas iespēju pacientiem ar ģenētiskām slimībām, īpaši drošu un efektīvu vektoru un piegādes metodes izstrādē.Taču mēs uzskatām, ka tuvākajā nākotnē šāda veida ārstēšana kļūs par personalizētas terapijas pamatelementu un ļoti pozitīvi ietekmēs cilvēku ar ģenētiskiem traucējumiem un viņu ģimeņu dzīvi.

Foregene ir arī laidis klajā augstas caurlaidības skrīninga komplektu mērķa gēniem, kas ir ātrs un var veikt reversās transkripcijas un qPCR reakcijas bez RNS ekstrakcijas.

Produktu saites

Cell Direct RT-qPCR komplekts — Taqman/SYBR GREEN I

Lai iegūtu vairāk informācijas par produktu, lūdzu, sazinieties ar:

overseas@foregene.com