Разработана эффективная технология для предупреждения наследственных митохондриальных болезней

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Медицина


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

¦ И I II II
^шлп
Новости клеточных технологий
Разработана эффективная технология для предупреждения наследственных митохондриальных болезней
Митохондриальные болезни представляют собой одну из наиболее распространенных групп наследственных болезней человека и встречаются с частотой один случай на 3,56 тыс. человек [1 ]. В основном они характеризуются поражением нервной и мышечной системы, благодаря чему появилось их другое название — митохондриальные миопатии [2]. Причина данных болезней лежит в мутациях митохондриальной ДНК, которые в большинстве случаев негативно влияют на биосинтез белков, задействованных в энергетическом метаболизме клетки. Этим и объясняется негативное влияние митохондриальных болезней, большей степенью на нервную и мышечную системы, так как клетки данных систем характеризуются высокой интенсивностью выработки и потребления энергии, и, соответственно, они наиболее чувствительны к патологическим изменениям энергетического обмена.
К настоящему времени не существует эффективных лекарственных средств для терапии данной группы
заболеваний, а все доступное лечение носит симптоматический характер. Профилактика митохондриальных болезней при искусственном оплодотворении сводится к генетическому анализу митохондриальной ДНК в рамках предымплантационной генетической диагностики и имплантации эмбрионов, которые не несут соответствующих мутаций в митохондриальном геноме [3].
В статье М. Tachibana и соавт. [4], вышедшей в журнале Nature, впервые предложена технология, направленная на предотвращение развития митохондриальных болезней. Суть предложенного метода, разработанного в лаборатории Шухрата Миталипова, состоит в переносе геномной ДНК из материнской клетки, митохондриальная ДНК которой имеет мутации, в донорский овоцит с нормальным геномом митохондрий (рис.).
В своих экспериментах исследователи использовали клетки резус-макак. Для переноса ядерной ДНК был использован метод переноса веретено-хромосомного комплекса (spindle^chromosomal complex transfer, ST).
Схема описанного в статье метода «переноса веретено-хромосомного комплекса» [spindle-chromosomal complex transfer, ST)
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том IV, № 4, 2009
¦ ИМИ!
Новости клеточных технологий
13
Данный метод дает возможность перенести геномную ДНК из донорского овоцита, находящегося на стадии метафазы II, в перивителлиновую полость безъядерного овоцита. Для слияния исследователи сначала использовали метод электропорации, но было обнаружено, что это вызывает активацию дальнейшего деления овоцита с образованием полярных телец. Для устранения этого артефакта было предложено использовать альтернативную технику слияния с помощью вируса Сендай, что позволило избежать нежелательной активации клеточного деления овоцита.
После этого была проведена проверка репродуктивной эффективности реконструированных овоцитов и чистоты переноса митохондриальной ДНК с помощью метода ST. Из гибридных бластоцист были получены две линии эмбриональных стволовых клеток (STES-1 и STES-2), которые несли на своей поверхности типичные маркеры плюрипотентности, такие как 0СТ4, SSEA-4, TRA-1 -60 и TRA-1 -81 и имели нормальный кариотип. In vivo проверка репродуктивного потенциала нового метода проводилась путем имплантации ST-эмбрионов самкам резус-макак. Процент фертилизации и образования 8-клеточного эмбриона, морулы и бластоцисты был близким к показателям контрольной группы, в которой самкам имплантировались нативные овоциты и намного превосходил
результаты, полученные при использовании для слияния метода электропорации. Из девяти беременных самок три родили четверых детенышей (одна двойня). Все они характеризовались нормальным развитием.
Исследование митохондриальной ДНК детенышей путем анализа гипервариабельного района Д-петли 1 [5], РТТ-РСП и рестрикционного анализа показал, что во всех исследованных образцах присутствовала митохондриальная ДНК только от овоцита-акцептора.
Опираясь на вышеописанные результаты можно утверждать, что авторам удалось разработать эффективный метод переноса геномной ДНК в клетки млекопитающих. Особую важность представляет тот факт, что исследователи впервые избежали гетероплазмии митохондриальной ДНК в акцепторных клетках, чего не удавалось достичь при использовании уже существующих методов [6−8].
Несмотря на все достоинства и перспективы, данный метод, как и отмечают сами авторы работы, имеет существенный недостаток, который состоит в использовании вируса для сливания кариопласта и цитопласта. Хотя проведенная проверка показала отсутствие вирусного генома в БТ-клетках, риск все равно остается, что может быть основным сдерживающим фактором при внедрении данного метода в практику.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Taylor R.W., Turnbull D.M. Mitochondrial DNA mutations in human disease. Nature Rev. Genet. 2005- 6: 389−402.
2. Finsterer J. Hematological manifestations of primary mitochondrial disorders. Acta Haematol. 2DD7- 118 [21: 88−98.
3. Steffann J., Frydman N. Gigarel N. et al. Analysis of mtDNA variant segregation during early human embryonic development: a tool for successful NARP preimplantation diagnosis. J. Med. Genet. 2DD6- 43: 244−7.
4. Tachibana М., Sparman М., Sritanaudomchai H. et al. Mitochondrial gene replacement in primate offspring and embryonic stem cells. Nature 2009- 461: 367−72.
5. Byrne J.A., Pedersen D., Clepper L. et al. Producing primate embryonic stem cells by somatic cell nuclear transfer. Nature 2007- 450: 497−502.
6. Meirelles F.V., Smith L.C. Mitochondrial genotype segregation in a mouse heteroplasmic lineage produced by embryonic karyoplast transplantation. Genetics 1997- 145: 445−51.
7. Meirelles F.V., Smith L.C. Mitochondrial genotype segregation during preimplantation development in mouse heteroplasmic embryos. Genetics 1998- 148: 877−83.
8. Sato A., Kono T., Nakada K. et al. Gene therapy for progeny of mito-mice carrying pathogenic mtDNA by nuclear transplantation. PNAS 2005- 102: 16 765−70.
Подготовил В В. Стадник
По материалам: Tachibana M" Sparman M" Sritanaudomchai H. et al. Mitochondrial gene replacement
in primate offspring and embryonic stem cells. Nature 2009- 461: 367−72
С помощью трансплантации эмбриональных стволовых клеток получены устойчивые к инфаркту миокарда животные
В настоящее время клеточная терапия считается одним из перспективных подходов в лечении пациентов, перенесших инфаркт миокарда [1−3]. Трансплантации некоторых видов клеток-предшественниц после инфаркта миокарда у человека показали, что трансплантированные клетки не только вносят вклад в пост-травматическую регенерацию сердечной мышцы, но и стимулируют процесс образования новых кардиомио-цитов из эндогенных тканевых и циркулирующих в кровотоке прогениторных клеток, принимающих активное участие в процессе регенерации [4−8]. Тем не менее, такой подход, обеспечивая коррекцию структуры и функции органа после повреждения, не может гарантировать
предотвращение повторного инфаркта. Иными словами, клеточная терапия до настоящего времени рассматривалась исследователями и клиницистами исключительно в лечебных, но не в профилактических целях.
Научная группа под руководством Б. Уатайа впервые задалась вопросом о том, насколько экзогенные эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) могут влиять на восприимчивость к инфаркту миокарда и посттрав-матические репаративные процессы, будучи трансплантированными задолго до развития патологии на самых ранних этапах развития организма. При планировании своих экспериментов исследователи основывались на результатах более ранней работы, где было показано,
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том IV, 1У& lt- 4, 2009

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой